zengxiaodong 发表于 2020-10-19 18:50

切向式励磁的方案如下:

假设磁钢用量保持不变,则磁钢厚度12mm,磁钢宽度21.35mm,牌号保持不变。
为了简单起见,暂时不考虑工艺性问题,因此磁桥什么的暂时忽略不计,先给出负载状态下磁力线分布图如下,由此来展示出转子结构的具体方案。

zengxiaodong 发表于 2020-10-19 18:56

上述方案的空载气隙磁密分布是非常正弦的,主要的目标是保证在相电流峰值250A的工况下,输出转矩不小于原方案。

zengxiaodong 发表于 2020-10-19 19:00

在最大电流时转矩输出能力相同的情况下,我们选定上述的磁钢设计参数,然后再扫描最佳的电流超前角度,结果如下:

zengxiaodong 发表于 2020-10-19 19:06

本帖最后由 zengxiaodong 于 2020-10-20 07:09 编辑

空载工况分析

齿槽转矩(降低了80%!几乎可以认为没有齿槽转矩了)


空载气隙磁密分布(基波磁密大幅度增加)

zengxiaodong 发表于 2020-10-19 19:09

空载微分电感(显著降低)


自感



互感


zengxiaodong 发表于 2020-10-19 19:14

本帖最后由 zengxiaodong 于 2020-10-20 07:10 编辑

空载相磁链(增加了54%之多!而且肉眼看起来几乎是纯正弦波)



因此,空载反电势大幅度上升了,有缺点,但其好处是在一定范围内减小了线圈的电流。

zengxiaodong 发表于 2020-10-19 19:18

空载磁力线分布

zengxiaodong 发表于 2020-10-19 19:24

本帖最后由 zengxiaodong 于 2020-10-20 09:10 编辑

除了空载反电势显著高于原型机以外,到目前为止分析的其余性能几乎全面超过Prius2010

但是,负载时的电压却不会超过原方案,在最佳电流超前角时,去磁电流的作用使得线圈磁链不像原方案那样大幅度上升。

在峰值电流80A工况时,线圈相磁链分别是0.21199和0.203665,可见新方案电压更低。

在峰值电流160A工况时,线圈相磁链分别为0.2535和0.2544,新方案略高。

zengxiaodong 发表于 2020-10-19 19:33

本帖最后由 zengxiaodong 于 2020-10-19 19:42 编辑



125A工况时的一些数据




zengxiaodong 发表于 2020-10-19 19:44

几乎在所有的工况下,新方案的转矩脉动都远小于原方案(大约低50%),这可能是由于气隙磁密的正弦性更好所致。

80A转矩



160A转矩


zengxiaodong 发表于 2020-10-20 07:14

本帖最后由 zengxiaodong 于 2020-10-20 07:34 编辑

在250A的极限电流下,转矩输出曲线前面的帖子给出来了,转矩输出能力与原型机持平。
下面考察其各部分磁密饱和情况,以及磁钢退磁情况。


除了磁钢上一个点磁密0.174T不太理想外,其他区域的磁密饱和程度都不劣于原型机。


退磁高风险区域局部放大图


zengxiaodong 发表于 2020-10-20 08:37

新方案负载时的径向力波时空变化动画如下



仍然是空间0次、空间1次力波是主要问题。

zengxiaodong 发表于 2020-10-20 08:54

对径向力波时空数据绘制三维云图

zengxiaodong 发表于 2020-10-20 08:56

2D FFT结果




zengxiaodong 发表于 2020-10-20 10:56

本帖最后由 zengxiaodong 于 2020-10-20 11:00 编辑

很不幸!

径向力波分析结果表明,新方案的振动噪声性能要差于原型机。无论是空间0次力波还是空间1次力波,新方案的均显著大于原型机,因此可以预计新方案的电机噪声会高于原型机。

0次力波:

频率6f:原858.64---------新1412
频率12f:原334.42--------新688



1次力波:

频率2f:原23034--------新35537
频率4f:原2538--------新2233

新方案只有一个力波小于原型机。

zengxiaodong 发表于 2020-10-20 13:36

新旧方案两个电机,定子完全相同(线圈也完全相同),仅仅是转子结构做了改变,而且在相同电流下电机的转矩输出能力也几乎一模一样(最佳超前角不同),但是径向力波却有明显的差别,这个问题值得深入思考。

因为转切应力与径向磁密、切向磁密之积成正比,所以,即使在转矩输出相同的情况下,径向磁密、切向磁密可以有不同的组合形式;

而径向应力在理论上与径向磁密、切向磁密的平方差成正比,如果要径向应力小,就需要使得径向磁密小而切向磁密大的组合;

因此,如何想方设法提高切向磁密是至关重要的问题。

zengxiaodong 发表于 2020-10-22 21:00



zengxiaodong 发表于 2020-10-26 21:44

请大家仔细看看楼上这个27槽6极电机,很是特殊!

不知有何奥妙?似乎刻意减小交轴电感。

Raulzyz 发表于 2020-11-3 04:57

那个maxwell有好心人可以私发给我吗,权限不够

沙漠之城 发表于 2020-12-18 15:02

奇文供欣赏,疑义相与析,看帖回帖是美德
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