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[讨论] 请大家交流一下通过电磁热仿真计算软件设计的电机性能参数与样机实测值的偏差情况

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[LV.6]常住居民II

发表于 2018-7-11 20:43 | 显示全部楼层 |阅读模式

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【前言】
我们知道电磁热仿真软件,其核心在于将物理实体及其物理过程,通过对应的参数、公式、矩阵,建立起能分析其物理过程的数学模型。
仿真结果的准确度取决于该物理过程的建模精准度。
以电机为例,其电磁仿真模型需要对几何结构、绕组设计、铁心磁化特性、绕组电阻、永磁体磁化特性、运动设置、电源情况等进行精确模拟。
而其他特性,例如材料力学特性(除转动惯量外),在只分析电机电磁特性需求下,则不需要精确输入。

往往设计人员在用软件进行仿真计算时,都会遇到仿真结果与实测值有一定偏差,而造成偏差的原因种类也多种多样。

本帖中,请大家来分享一下在设计过程中遇到的这方面的问题,以及解决方法。


【抛砖引玉】
永磁电机设计:实测时发现样机的最大功率比设计值明显小,电流没到设计基速就开始往下限。而这时电机反电势是和设计值基本一致的。

分析原因:因为在仿真软件中设定了固定的绕组电阻值(60℃),而实际情况则达到了120℃,阻性压降明显高于设计值,因此电压源限制提前达到了。

处理方法:
1.采用考虑绕组、永磁体特性随温度变化的磁热耦合法进行计算,motorcad中可以设置进行快速计算
2.限制曲线计算时,将温度设为限值温度,计算对应的出力曲线。
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[LV.6]常住居民II

发表于 2018-7-15 20:45 来自手机 | 显示全部楼层
没做过电机,做的其它模型,通过电磁热仿真,电误差0.5%,热误差,3%,只要在于模型简化的是否合适

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[LV.7]常住居民III

发表于 2018-7-15 20:49 | 显示全部楼层
如果电机是驱动器供电的话,还要考虑控制算法对电机外特性的影响,一般算法都会预留一部分电压用于电流的动态调整,设计电机时也应该把这部分压降考虑进去。

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[LV.7]常住居民III

发表于 2018-7-15 21:37 | 显示全部楼层
热性能计算太难了,现在的计算连各类损耗都算不准。

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[LV.6]常住居民II

发表于 2018-7-15 21:47 来自手机 | 显示全部楼层
进来mark一下,因为上周就没说话
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[LV.6]常住居民II

发表于 2018-7-15 22:15 | 显示全部楼层
铜损高频下需要考虑涡流,这个有限元建模就有点麻烦。
谐波下铁损更是个问题,目前的工程算法是针对正弦波的,要算准只能靠经验修正。
算温升也是个问题,CFD模型没有办法考虑工艺的影响,也需要后期修正。有限元法算温升只能看看趋势吧。
软件只是个工具,后期的修正是不可避免的。

点评

有限元建模计算临近损耗的难度太大,motorcad中通过建模及公式计算可以算。 不过最好还是通过试验验证精度,以便确定设计余量。 谐波下的铁损目前还是个难题,正弦波下的计算结果也需进行试验验证。  详情 回复 发表于 2018-7-19 11:35

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[LV.6]常住居民II

发表于 2018-7-16 18:11 来自手机 | 显示全部楼层
累积误差太多,而且也无法剥离,只要精度能满足工程需求就行了,没必要追求极致,除非各种损耗和散热边界都确保精准

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[LV.7]常住居民III

发表于 2018-7-17 08:27 | 显示全部楼层
这个是一个综合性问题,磁钢温度 绕组的温度 铁芯的温度 控制电路压降 控制策略等都会影响到最终结果,仿真和试验需要保证一致性才能去比较分析。目前使用软件电流的计算能够保证5%以内。

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[LV.6]常住居民II

 楼主| 发表于 2018-7-19 11:35 | 显示全部楼层
yuya 发表于 2018-7-15 22:15
铜损高频下需要考虑涡流,这个有限元建模就有点麻烦。
谐波下铁损更是个问题,目前的工程算法是针对正弦波 ...

有限元建模计算临近损耗的难度太大,motorcad中通过建模及公式计算可以算。
不过最好还是通过试验验证精度,以便确定设计余量。

谐波下的铁损目前还是个难题,正弦波下的计算结果也需进行试验验证。
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