bjb 发表于 2014-5-27 11:41

电机系统设计哲学之一

本帖最后由 lanjeo 于 2015-4-29 09:47 编辑

几年前听了一次大师的讲课,深入浅出,由于交流时间很短,故谈论大多是设计哲学层面的东西,有醍醐灌顶之感,今天展示出来,看看对大家有没有帮助?首先声明,我是整理者,传播者,非原创者。后续有空,我再发续集。
电机系统设计哲学
1、让所做的每一件事情都富有意义,这样的设计才更有价值;其实人生也一样。
2、如果开始做错了,那么再努力也是没有什么用的;换句话说,如果一开始就选择错了,那么放弃选择就是做最好的事情。
3、最重要的要知道问什么,需求是什么;
4、加速功能对于系统要求更多的余量,为了满足这一点,系统不得不做的更庞大,比额定要求的更庞大。
5、LOSS(损耗)/COOLING(散热)决定了电机的功率大小。
6、电机在交流下运行最好(我想所有的电机都应该是在交流下运行的,区别只在于是交流方波还是交流正弦波)
7、电机尺寸取决于出力(力矩)和冷却能力;
8、对于电机而言,控制了力矩就控制了一切;
9、最好:不花钱做事;次之:花少钱,做多事;
10、我们的选择将决定我们与事物的关系及未来的发展;
11、很多时候,在某个方面省下的会在其他地方花出去;
12、设计目标就是:付出少,得到尽可能多;
13、“永久”所带来的麻烦就是你没有办法不想要,所以不要讨厌那些与生俱来的事物或伴随你一生的东西。
14、如果你知道什么是好东西,也许就能发现机会;
15、好的选择就成功了一半。
16、电机定子的槽满率是有用的东西,可以降低损耗。
17、磁场像电流一样,喜欢走阻抗小的路径;
18、降低闲置(提高利用率),就是节约;所以不要买那些你只会穿一次的衣服。
19、损耗无处不在,所以散热是系统逃不开的话题。
20、降低力矩脉动/降低偏心/降低径向力矩都可降低电机噪声;
21、从系统的角度看问题,突出优势。
22、电机尺寸一定时,其输出功率与转速成反比;

标准答案 发表于 2014-6-2 17:47

这得是多大的大师才能有如此功底啊!强烈滴赞一个!向大师致敬!

daigengzhi 发表于 2014-6-4 17:42

经验之谈,顶一个!

leepeter 发表于 2014-6-5 08:33

谈设计更是谈人生啊!

651246878 发表于 2014-6-6 17:23

讲诉了很不错的道理!

kinglzk2000 发表于 2014-6-11 22:16

不错   
不过第22点写错了 ??

bjb 发表于 2014-6-16 09:07

22条应该是对的,正常的情况对应的就是高速小力矩电机和低速大力矩电机。
这点可能还包含了随着转速上升,功率会垮下来这么一层关系。

bjb 发表于 2014-6-16 09:12

电机设计哲学之二
1、设计指导思想比具体设计参数更重要;
2、在同体积的情况下,异步电机的效率大约比同步电机低3%~5%;当然异步电机也可以做到与同步电机效率一样,但此时,异步电机就会比同步电机更加昂贵,此时电机会更大一些,控制逆变器也会更大一些。
3、异步电机的整体技术相对于永磁电机会成熟一些,这是特斯拉选择异步电机的原因之一;
4、转子磁钢主流:内置式磁钢,采用V性放置结构,这种结构产生的力矩更高,它将等于永磁力矩+磁阻力矩,(根据转矩方程也可以推演出来)。
5、单片叠层铁芯与分块式铁芯相比:铁耗更大,但铜耗会更小(因为端部绕组更短),在相同绕组长度下,力矩会更大一些;
6、在铁芯尺寸相同时,分块式铁芯可以做到力矩更大,磁场利用率更高(因为槽满率可以更高,气隙就会更小),但谐波分量也会更高一些。
7、设计应想法设法避免浪费;
8、多铜多铁永远比少铜少铁好,但电机的体积是有限的,所以设计电机就是要找到它们的最佳组合平衡点。
9、任何收益都是有代价的,可以用代价论来评估设计上的改善与创新。振动噪声的抑制会带来其他性能的变化,比如双定子结构,3D绕组电机会有更大的涡流损耗。
10、要学会用新的想法看系统,用新的想法看电机,用新的想法看制造。
11、有效材料使用度-体现了设计者的水平与才能;
12、良好的设计就是尽可能不浪费电流、磁场的情况下保证可靠;
13、在温度不高于居里温度点下,退磁的条件是:高温与大电流。比如温度200度,电流为0时,并不会导致磁钢去磁。
14、从工程角度上看,采用定子斜槽是下下策。
15、任何时候找到问题的根源,就能找到正确的方向;而非头痛医头,脚痛医脚。
16、理论上,永磁电机的调速比可以做到无穷大,但实际上一般为3~4倍;
17、LD与LQ的差值越大越好;如果在同样的差值情况下,LD小一些效果会更好。

bjb 发表于 2014-6-16 09:15

关于上面16点的叙述应该是针对基速而言,假如一台基速为3000rpm的电机,其最高转速就可以达到9000~12000rpm。
不过我看到有一个公司可以做到6倍的调速比。不过到这么高的转速时,弱磁控制似乎表现的有不平稳的现象。

mym2008 发表于 2014-6-23 10:26

bjb 发表于 2014-6-16 09:07
22条应该是对的,正常的情况对应的就是高速小力矩电机和低速大力矩电机。
这点可能还包含了随着转速上升, ...

还是不能理解,体积确定后一般输出转矩就确定了,这时可以同过提高转速提高输出功率,为什么说体积与功率反比呢,还有速度上去功率垮下来是什么意思?

bjb 发表于 2014-6-26 08:44

速度上去意味着反电势也升高,根据绕组电压平衡方程,当反电势超过某一值时绕组电流会下降,导致功率下降。这一条可能是根据电机的PQ图阐述;

gp100 发表于 2014-7-3 10:02

真知灼见 。
其实自然规律与人生规律在上升到哲学时,都是一样的。
哲学是所有事物运作的总体规律。

gp100 发表于 2014-7-3 10:12

第二十二条值得争议。
在一定范围内,转速升高——绕组匝数减小/线径增大——阻值减小——铜损耗减小——效率提高——功率增加。
但超过一定范围后,摩擦损耗与铁损耗增加的部分超过了铜损耗省下来的部分,电机功率不升反降。

lanjeo 发表于 2014-7-3 11:44

bjb 发表于 2014-6-16 09:12
电机设计哲学之二
1、设计指导思想比具体设计参数更重要;
2、在同体积的情况下,异步电机的效率大约比同 ...

能解释一下“在铁芯尺寸相同时,分块式铁芯可以做到力矩更大” 吗??

bjb 发表于 2014-7-10 16:34

就是因为槽满率可以更高,磁场利用率也就更高。

5965 发表于 2014-7-10 19:53

不错的经验之谈,V5

pzf414049413 发表于 2014-7-21 21:23

设计为了突出几点优点,总要去弥补他带来的不利因素,

tan0225 发表于 2014-7-31 15:41

设计整体突出一般规律,思路和方向很明确,值得思考。

Motorer 发表于 2014-8-11 09:48

bjb 发表于 2014-6-16 09:07
22条应该是对的,正常的情况对应的就是高速小力矩电机和低速大力矩电机。
这点可能还包含了随着转速上升, ...

电机功率与转速成正比,扭矩与转速成反比。

bjb 发表于 2014-8-12 09:04

电机功率与转速成正比,扭矩与转速成反比;
这两句话适用恒力矩区和恒功率区,一旦过了恒功率区,随着转速继续上升,力矩和功率就会迅速垮下来。就是说,此时转速与功率就会成反比。
页: [1] 2
查看完整版本: 电机系统设计哲学之一