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[盘式电机] 关于盘式电机的一些困惑

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[LV.6]常住居民II

发表于 2019-8-14 18:36 | 显示全部楼层 |阅读模式

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最近开始研究盘式电机,有一些困惑想跟大家交流一下:
1. 单边盘式有严重的磁拉力,所以一般选择双定子或者双转子型式,但是这种型式只是中间部分抵消掉了磁拉力,两边部分磁拉力仍然存在,那这个问题是否只能通过结构来解决(采用可承受较大轴向力的轴承)?
2. 由于磁拉力的原因,气隙不能选太小,而电枢内径也不能太小,否则电负荷会很高,我仿真了外径70mm相同体积下径向磁通与轴向磁通的力矩电机,轴向磁通电机输出转矩能力不如径向,感觉盘式电机对于外径大的电机更有优势,那盘式电机在小外径的尺寸下都应用在哪些场合呢?
3. 然后我又仿真了双转子TORUS结构环形绕组和扇形绕组两种型式,扇形绕组型式直接把单边盘式结构转子对称过去就行,发现双转子输出转矩能力和单边的相仿,但是多消耗了一倍的磁钢,体积也增大了,那么如果不是磁拉力的原因,采用双转子结构的优势又在哪里呢?
4. 有人说环形绕组比扇形更有优势,可能是我模型优化不好,没看出优势在哪里,有研究过的大神嘛?
5. 所以大家说盘式电机的优势在于扁平化,转矩密度高,是不是都是针对大机座号电机提的,对于外径小些的电机还是选择径向磁通的好些。

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[LV.6]常住居民II

 楼主| 发表于 2019-8-15 16:55 | 显示全部楼层
帖子别沉呀,希望大家能在盘式电机这块多交流交流~,身边没有做这方面的,深感乏力呀
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[LV.4]偶尔看看III

发表于 2019-8-18 17:15 | 显示全部楼层
扁平是优势;若安装结构细长,径向电机力矩不够,可以考虑盘式叠加方案~~~~~~~~~~~~
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 楼主| 发表于 2019-8-21 12:43 | 显示全部楼层
最近研究发现,双边盘式虽然在磁路未饱和下输出转矩能力与单边相仿,但是双边过载能力要比单边强,仿真结果稍后贴

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 楼主| 发表于 2019-8-21 12:45 | 显示全部楼层

盘式电机模型

本帖最后由 yuanyehit 于 2019-8-21 13:04 编辑

单边和双边盘式电机模型
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 楼主| 发表于 2019-8-21 12:54 | 显示全部楼层
电机外径70mm,电参数一致,双边模型仅是把单边转子又镜像了一个,相电流7A时,单边输出转矩0.85Nm,双边输出转矩0.8Nm;相电流50A时,单边输出转矩4.14Nm,双边输出转矩5.36Nm,仿真结果见下

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楼主能不能把你的仿真模型给大家学习学习?  详情 回复 发表于 2019-10-31 18:33

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 楼主| 发表于 2019-8-21 12:57 | 显示全部楼层
本帖最后由 yuanyehit 于 2019-8-21 13:05 编辑

相电流为50A,电机输出平均转矩4.14Nm,转矩系数0.08,转矩波动5.4%,此时气隙磁密最大值为1.7T,齿磁密最大为2.04T,定子轭磁密最大为1.92T,负载反电势波形明显畸变,出现饱和情况。

输出转矩

输出转矩

气隙磁密

气隙磁密

齿磁密

齿磁密

定子轭磁密

定子轭磁密

负载反电势

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 楼主| 发表于 2019-8-21 13:00 | 显示全部楼层
双边相电流50A时,电机输出平均转矩5.36Nm,转矩系数0.107,转矩电流线性度很好,转矩波动2.4%,此时气隙磁密最大值为1.45T,齿磁密最大为1.89T,转子轭磁密最大为1.16T,定子无轭,未饱和。

输出转矩

输出转矩
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11.jpg

负载反电势

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[LV.1]初来乍到

发表于 2019-8-23 09:38 | 显示全部楼层
双边转子,可能上下N-S交错,抵消轴向磁拉力,不光是为了增加转矩密度
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[LV.1]初来乍到

发表于 2019-10-16 20:06 | 显示全部楼层
vincan88 发表于 2019-8-23 09:38
双边转子,可能上下N-S交错,抵消轴向磁拉力,不光是为了增加转矩密度


楼主第一个问题提的很好,定子所受的轴向磁拉力被抵消了,两侧转子的轴向电磁力需要轴承去承受,16年KIT用的方案是一边用两个角接触球轴承,另一边用推力球轴承去承载轴向电磁力。

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该用户从未签到

发表于 2019-10-22 17:37 | 显示全部楼层
楼主  这个绕组怎么设置的?绕组电流不垂直XYZ,我仿真没有反电势,电机结构就和你这个差不多?
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发表于 2019-10-31 18:33 | 显示全部楼层
yuanyehit 发表于 2019-8-21 12:54
电机外径70mm,电参数一致,双边模型仅是把单边转子又镜像了一个,相电流7A时,单边输出转矩0.85Nm,双边输 ...

楼主能不能把你的仿真模型给大家学习学习?
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