定子齿部磁通密度1.9T会有影响吗?
原有的转子永磁体是铁氧体,现在需更换为钕铁硼。但是老板不想换定子!现在仿真出来定子齿部磁通密度为1.9特斯拉,亲问一下大家这个方案可行吗?或者还有其他更好优化的办法 更换成钕铁硼后的定子齿部磁通密度 定转子硅钢片牌号为 DW470 不换定子,等于浪费钕铁硼 空载齿部磁密达到1.9特斯拉,这确实是很饱和了,不过,也不是完全不可行,还要看具体的使用要求。
例如,转速(频率)如果不是很高,铁耗的问题就不会非常突出。毕竟铜的空间多了很多,因此铜耗是大幅度减小了的,这两者之间就看哪个是主要矛盾了。
另外一个问题,就是最常见的转矩饱和,当空载时齿部很饱和时,其实转矩饱和非线性的问题反而不会太严重,这有点匪夷所思,但仔细想想就不难明白,类似于无铁芯电机,齿部超级饱和后其实就反而变成线性了!这从输入铁心材料的磁化曲线就可以看出来了,低磁感区和超高磁感区都是线性区,过渡区才是所谓的拐点区。
平常所说的转矩非线性饱和,其实也是一个相对的概念,拿高磁感区的跟低磁感区的转矩相比,感觉饱和严重,但是高磁感区与高磁感区相比,则并非如此。 总之,铁氧体换成了钕铁硼,电机的出力还是能够大幅度提高的,如果对磁铁厚度作些优化,尤其是如果电机极数能大幅度增加,即使定子铁心不变,未必就不能设计出合适的产品。 可以通读下面这个帖子,我会补充举一个实例来说明齿部超级饱和的情形。
https://bbs.simol.cn/thread-133786-1-1.html 你可以跑一下负载点转速看一下铁损,一般来说1.9T算比较饱和了,这样会造成铁芯发热,电机效率变低。 会有一系列的问题的,铁损增加效率降低,同时温升提高,会引起钕铁硼退磁(比铁氧体严重);建议将减小永磁体的厚度(还减成本,何乐不为) 跟驱动的人员进行了一些深入交流,驱动器通常喜欢电机转矩是随电流线性变化的也就是说,不管是在什么样的区域,被控的电机线性度好是最好的,当然要达到转矩和成本损耗等要求的情况下,再饱和也可以实现在大电流下输出转矩,这时候你就要考虑损耗和成本给你设计带来的影响,没有绝对的好。不过如果在允许的情况下,还是尽量满足电机的线性度,给电机和给驱动工作都留有余地,工作起来也会得到好评 理解不同吧,驱动器当然希望被控对象是非常线性的,但是你还要考虑电机的成本和能耗,取一个平衡点,在满足客户要求的前提下,尽量做到驱动满意,用户满意。建议你设计的相对低一些,将来对产品提升和设计裕度上都可以再次发挥。 过饱和问题会引起过热和应力问题,个人觉得,如果你们可以忍受材料的性能浪费,没有过热和应力问题的话,不用很担心,但是小电机这样,确实太大了 zengxiaodong 发表于 2019-4-9 06:42
可以通读下面这个帖子,我会补充举一个实例来说明齿部超级饱和的情形。
https://bbs.simol.cn/thread-133 ...
请教一下曾老师 直流无刷电机如果齿部磁密达到1.9 对齿槽转矩有没有影响? 如果用手转动电机的话 饱和的会不会相对于不饱和的重一些? 还有我最近遇到一个问题 直流无刷电机用手摸电机好像有规律的一卡一卡的 电流也上下跳 电源电压也不稳了 测了一下转速正转的时候有这样的问题 反转没有问题转速正转要比反转慢百分之1多些 电流反转小一些 也就是反转可以 非常平稳 电流还小请教一下这个是怎么回事? 还有这个是有霍尔的用的是方波由于是内置霍尔 有些没有霍尔槽口把整个齿靴(或叫齿尖?)都铲了当霍尔槽口 只剩下齿部 所以出现这样的问题还有 有霍尔槽口的(也就是带齿靴或叫齿尖) 还没有碰到这样的问题?但是当遇到这样一卡一卡问题时 把3个霍尔稍微向后弯一些又可以了(也就是本来霍尔正面 面对转子的 弯了后霍尔有一个倾斜面了) (说明一下霍尔是安装在霍尔支架上的 再放在槽里的)真心求教{:1_494:}非常期待你的回答 饱和与齿槽转矩似乎没有直接的关系。 zengxiaodong 发表于 2019-4-9 22:59
饱和与齿槽转矩似乎没有直接的关系。
好的非常感谢哪请教一下 我上一楼问的问题 电机用手摸着好像一卡一卡的是怎什么问题? zengxiaodong 发表于 2019-4-9 22:59
饱和与齿槽转矩似乎没有直接的关系。
有没有可能 定子霍尔槽位置 没有齿顶了 气隙过大磁通不经过这个齿了 造成霍尔检测磁通比较混乱 ? 不能简单认为饱和就会导致严重的发热,因为有很多电机频率是很低的,例如额定频率只有不到10赫兹,这种情况下铁耗显著不同于50赫兹的工频工况。当然还有上千赫兹的高频电机,总之,设计人员应仔细分析鉴别,根据实际工况才能设计出最适合的方案。
在低频的情况下,可以认为应设计得铁心饱和些,从而尽量为铜增加空间,还可以显著提升电机的转矩输出密度。 端木0118 发表于 2019-4-9 18:07
跟驱动的人员进行了一些深入交流,驱动器通常喜欢电机转矩是随电流线性变化的也就是说,不管是在什么样的 ...
大大出乎你的意料之外,在铁心高度饱和时,电机转矩的线性度其实更好了!
三种磁极结构导致了三种饱和状态,上面3个图是空载时铁心各部分的磁密数据,低度饱和时齿部磁密1.79特斯拉,中度饱和时齿部磁密1.97特斯拉,重度饱和时齿部磁密2.01特斯拉,定转子轭部以及齿尖磁密参见三个图,也是相应逐步提高的。 三种设计方案下面的转矩对比:
低度饱和状态:齿槽转矩3.3N.m; 89.25N.m(线负荷20.00); 160.0N.m(线负荷40.00)
中度饱和状态:齿槽转矩2.4N.m; 117.5N.m(线负荷23.55); 212.5N.m(线负荷47.10)
重度饱和状态:齿槽转矩9.3N.m; 177.5N.m(线负荷34.36); 319.5N.m(线负荷68.72)