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