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[讨论] 关于期刊第十三期同步电机的电抗参数有几个问题向标准答案及hahafu老师请教

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[LV.7]以坛为家I

发表于 2018-2-22 14:31 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由 法法 于 2018-2-22 14:36 编辑

我使用内置式的永磁同步电机试了一下标准答案老师的方法,其中有几个地方没太想明白,希望两位老师指导一下
1.原文中写“永磁电机设置永磁体为空气,设置电枢绕组电阻为 0。"我将永磁体设置为空气,电枢绕组电阻设置为不同数值时结果一样,是我计算错误还是这个设置影响不大呢?
2.我使用混连激励的方式进行计算,文章中的E步骤”E、 仿真计算出电压有效值 U“这个U是如何计算出来的?是A相反电势?还是反电势*2?
3.我尝试使用不同大小的电流计算,最后得到的电感结果相差不多(我计算得到电抗后使用公式Xd=2*pi*f*Ld进行计算)
以上是我的几个问题,对电感这个问题理解不够透彻,有错误的地方希望两位老师指出,谢谢。
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[LV.5]常住居民II

发表于 2018-2-23 19:33 | 显示全部楼层
本帖最后由 标准答案 于 2018-2-23 19:43 编辑

您好!感谢您对拙文的关注,现就你的问题答复如下:
1.原文中写“永磁电机设置永磁体为空气,设置电枢绕组电阻为 0。"我将永磁体设置为空气,电枢绕组电阻设置为不同数值时结果一样,是我计算错误还是这个设置影响不大呢?
答:其实这种方法的原理就是一个R—L串联电路,我们用电流源(或电压源)激励,求出电压(或电流),然后根据交流电路欧姆定律,电压除以电流即得到阻抗,我们知道,R—L串联电路的阻抗三角形中,电阻和电抗分别是直角三角形的两个直角边,阻抗是斜边。如果电阻不设为0,那么还需要根据勾股定理算阻抗与电阻的平方差再开根号求出电抗,如果电阻设为0,那么就不用再算后面的步骤了。由于电机绕组的直流电阻远小于主电抗,这就相当于直角三角形的一个直角边远大于另一个直角边,因此其斜边与长直角边几乎相等。你没有把电阻设为0,但估计你设的不同电阻值都与电抗比很小,因此就出现了你所说的不同的电阻值设置对结果影响不大的情况,这是正常的,你可以试一下把电阻值设置成与电抗相当的数量级,那结果就会大不相同了。文中之所以要求把电阻设置为0,一是为了简化后处理,二是因为电励磁同步电机的超瞬变电抗与直流电阻数量级相当,如不将电阻设置为0会影响计算精度。
另外虽然你没有问到,还是应该顺便告诉你,为什么要把磁钢设置为空气,一是磁钢的相对磁导率与空气相当,二是磁钢不能是充磁状态,否则就对出现磁路中磁场的偏置,严重影响计算精度!

2.我使用混连激励的方式进行计算,文章中的E步骤”E、 仿真计算出电压有效值 U“这个U是如何计算出来的?是A相反电势?还是反电势*2?
答:这个U既不是A相反电势更不是反电势*2。就是交流电路中的端口电压!你若施加了电流源激励,那么仿真计算后就可以直接读取电流源两端的电压(文章的图中电压表的读数),这一点文中已经说得很清楚了。

3.我尝试使用不同大小的电流计算,最后得到的电感结果相差不多(我计算得到电抗后使用公式Xd=2*pi*f*Ld进行计算)
答:的确如你所说,理想情况下,电机的电感参数与电阻参数一样,是电机的固有参数,与施加的激励没有关系,即使不通电,电阻和电感该多大还是多大。但你一定要注意,这里有个条件,那就是“理想情况下”!何为理想情况?其中一条假设就是不考虑磁路饱和,电感与磁路的饱和程度密切相关,当磁路不饱和时电感是个常数,一旦饱和就不然了,它会随着激励的增大而电感减小,你之所以在不同大小的激励电流下计算结果相差不多,那是因为你所施加的电流比较小,还没有达到磁路饱和的程度,你不妨将电流进一步加大,直至磁路饱和,就会发现电流再大电感就会减小了,因此在这里顺便再告诉你一下,要想得到不同状态下的电感值,应该设置不同大小的激励,从而扫出一条电感随电压变化的曲线来,以便控制上在不同工况下使用不同的电感值。
    需要指出的是,按照文章的步骤去演算实际固然很重要,但如能在演算的基础上去深入理解这种方法的原理,这样就会融会贯通了。
    以上是对你几个问题的解答,如有问题可继续发帖讨论。另外还有一个小请求,将来论坛的公众号把这篇文章推送后别忘了点赞和大力扩散哦!再次感谢你对文章的关注,谢谢!

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[LV.7]以坛为家I

 楼主| 发表于 2018-2-26 07:58 | 显示全部楼层
标准答案 发表于 2018-2-23 19:33
您好!感谢您对拙文的关注,现就你的问题答复如下:
1.原文中写“永磁电机设置永磁体为空气,设置电枢绕组 ...

感谢李老师如此细致有耐心的回答。
第一个问题我已经理解,第二个问题我从原理上了解到应该是求解电机线电压,我使用的是Maxwell,不知道从软件操作上如何完成,不知道李老师是否使用这类仿真软件。
最后一个问题解释的非常详尽,已经理解
还有我觉得您说的将操作与原理结合起来非常重要,我现在就处在两者不能完全联系到一起,我也在向大家学习朝着这方面发展。
最后一定会大力扩散您的文章让大家一起学习,谢谢

点评

关于第二个问题,可以通过两种途径求出,注意此时电机是静止的,给定子绕组通交流电,各个绕组就会产生随时间变化的交流感应电动势。 第一种方法,是通过外电路激励,外电路画出三相绕组,另外按照图a的方式添加电  详情 回复 发表于 2018-2-27 08:23
关于你的第二个问题请哈哈回答吧,我会告诉她,我对软件一窍不通!  详情 回复 发表于 2018-2-26 18:57
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[LV.5]常住居民II

发表于 2018-2-26 18:57 | 显示全部楼层
法法 发表于 2018-2-26 07:58
感谢李老师如此细致有耐心的回答。
第一个问题我已经理解,第二个问题我从原理上了解到应该是求解电机线 ...

关于你的第二个问题请哈哈回答吧,我会告诉她,我对软件一窍不通!
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 楼主| 发表于 2018-2-27 07:57 | 显示全部楼层
标准答案 发表于 2018-2-26 18:57
关于你的第二个问题请哈哈回答吧,我会告诉她,我对软件一窍不通!

嗯嗯  非常感谢!!
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[LV.5]常住居民II

发表于 2018-2-27 08:23 | 显示全部楼层
法法 发表于 2018-2-26 07:58
感谢李老师如此细致有耐心的回答。
第一个问题我已经理解,第二个问题我从原理上了解到应该是求解电机线 ...

关于第二个问题,可以通过两种途径求出,注意此时电机是静止的,给定子绕组通交流电,各个绕组就会产生随时间变化的交流感应电动势。
第一种方法,是通过外电路激励,外电路画出三相绕组,另外按照图a的方式添加电流源和电压表,电流源设置为Im*cos(wt),然后软件后处理读取电压表的读数。
第二种方法,是通过电流源激励,就是文中的方法加电流源激励,然后求反电势的数值,此反电势是BC相并联后再与A相串联后的反电势。
可以验证,此时BC相反电势相同,他们的并联是0.5倍的B相反电势,然后再加上A相反电势,就是我们需要的电压了。
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 楼主| 发表于 2018-2-27 09:31 | 显示全部楼层
hahafu 发表于 2018-2-27 08:23
关于第二个问题,可以通过两种途径求出,注意此时电机是静止的,给定子绕组通交流电,各个绕组就会产生随 ...

非常感谢 另外请教下您验证标准答案老师的方法 和实际测量结果比较如何呢?

点评

这个准确度问题,要明确两个事情,测试的原理是什么,计算的原理是什么,如果二者所表示含义不一样,怎么进行对比呢。 具体的分析你可以看期刊的另外一篇文章《电机常见问题解答专题(一)——电感》,里面有详细介  详情 回复 发表于 2018-2-27 12:41
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发表于 2018-2-27 12:41 | 显示全部楼层
法法 发表于 2018-2-27 09:31
非常感谢 另外请教下您验证标准答案老师的方法 和实际测量结果比较如何呢?

这个准确度问题,要明确两个事情,测试的原理是什么,计算的原理是什么,如果二者所表示含义不一样,怎么进行对比呢。
具体的分析你可以看期刊的另外一篇文章《电机常见问题解答专题(一)——电感》,里面有详细介绍。
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 楼主| 发表于 2018-2-27 13:03 | 显示全部楼层
标准答案 发表于 2018-2-26 18:57
关于你的第二个问题请哈哈回答吧,我会告诉她,我对软件一窍不通!

借着这个帖子再请教您一个电感的问题,一个电机本身的电感比较小,大约为0.1mH,外接一个大约2m的电缆线,使用电感测试仪测试电缆线端部的电感大小,这个值会较电机本身的电感变大还是变小呢?
我有两种想法,一种是串联一个电感 测试结果变大,一种是串联电缆线,电阻变大,电流变小,电感变小,不知道这两种想法哪种正确或者还有其他考虑因素?
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[LV.6]常住居民III

发表于 2018-2-28 19:23 | 显示全部楼层
本帖最后由 funny 于 2018-2-28 19:28 编辑

按照百度上的LRC 测量原理  wenku.baidu.com/view/931f12bd1a37f111f1855b72.html
由于仪器测量的是电压和电流的相位差
测量值应该是电机的电阻值和电缆电阻值的和,电感值是电机电感和电缆本身电感量的串联值(忽略互感)
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[LV.2]偶尔看看II

发表于 2018-4-2 10:53 | 显示全部楼层
hahafu 发表于 2018-2-27 12:41
这个准确度问题,要明确两个事情,测试的原理是什么,计算的原理是什么,如果二者所表示含义不一样,怎么 ...

你好,大神。

      请教一个问题,我做的是同步发电机,用ANSYS的RMxprt生成电机的参数,然后使用MTALB软件进行开环仿真。现在的问题是matlab软件仿真的结果和ansys仿真的结果不相符。我是想是不是我参数折算的有问题,还是RMxprt生成电机的参数本身就有问题?




感谢您的答复。
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发表于 2018-4-2 10:57 | 显示全部楼层
hahafu 发表于 2018-2-27 12:41
这个准确度问题,要明确两个事情,测试的原理是什么,计算的原理是什么,如果二者所表示含义不一样,怎么 ...

你好,大神。

      请教一个问题,我做的是同步发电机,用ANSYS的RMxprt生成电机的参数,然后使用MTALB软件进行开环仿真。现在的问题是matlab软件仿真的结果和ansys仿真的结果不相符。我是想是不是我参数折算的有问题,还是RMxprt生成电机的参数本身就有问题?


matlab软件需要的参数如下:



感谢您的答复。

同步电机参数.PNG

点评

matlab我不懂,但是之前看到过别人仿真的,有的仿真的比较厉害的,matlab出来的结果几乎跟maxwell出来的结果一样,貌似是他们自己编程的。 而关于RMxprt,这个本身是路算软件,对于非线性度比较大的情况,比如饱  详情 回复 发表于 2018-4-24 09:34
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发表于 2018-4-24 09:34 | 显示全部楼层
chuanchuan 发表于 2018-4-2 10:57
你好,大神。

      请教一个问题,我做的是同步发电机,用ANSYS的RMxprt生成电机的参数,然后使用MTA ...

matlab我不懂,但是之前看到过别人仿真的,有的仿真的比较厉害的,matlab出来的结果几乎跟maxwell出来的结果一样,貌似是他们自己编程的。

而关于RMxprt,这个本身是路算软件,对于非线性度比较大的情况,比如饱和啊、内置式永磁电机啊等,算出来的就十分不准确了,但是非线性度比较小的和哪些成熟的电机,算的还可以。
所以建议你只参考RMxprt的结果,但是不要盲目相信他,要想准确计算,还是建议有限元仿真
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