十二飞帝 发表于 2019-11-23 15:24

Tsaohuan 发表于 2019-11-23 14:54
你理解的没错,永磁体退磁确实消耗了电能,这个永磁体是变成磁阻抗了。永磁体的能力也并非难以利用,其实 ...

我还要说的就是,不论是永磁体还是励磁线圈,都不是在利用他们的磁能,只是利用了他们的磁性,他们的磁能在电机工作过程中都没有增加和减小,励磁线圈也只是电阻耗能而已。磁能的转换都是发生在电枢部分。

十二飞帝 发表于 2019-11-23 15:31

本帖最后由 十二飞帝 于 2019-11-23 15:44 编辑

目前来看,安培力BLI和对齐力是两种完全不同的力了,难道他们之间只有“能量”的一致性,而没有原理的一致性?
想要找寻原理的一致性,看来还需更进一步的理论!

十二飞帝 发表于 2019-11-23 15:44

十二飞帝 发表于 2019-11-23 15:31
目前来看,安培力BLI和对其力是两种完全不同的力了,难道他们之间只有“能量”的一致性,而没有原理的一致 ...

从能量的角度来说,他们极有可能是两种完全不同的力,因为我认为对齐力的过程是电能—磁能—机械能;而安培力的过程是电能—机械能!

zengxiaodong 发表于 2019-11-23 16:00

本帖最后由 zengxiaodong 于 2019-11-23 16:07 编辑

十二飞帝 发表于 2019-11-23 15:24
我还要说的就是,不论是永磁体还是励磁线圈,都不是在利用他们的磁能,只是利用了他们的磁性,他们的磁能 ...

我基本上同意你的这个观点,有时候铁心磁能仅仅是作为一种中介作用,并不实际参与能量的转换,例如永磁体和变压器铁心。

就像化学反应中的催化剂一样,说不清道不明,没有它不发生反应,有它发生反应但是反应后催化剂不多也不少!


我为什么认为线圈所处空间的磁场是电机和变压器正常工作所必须————不可或缺!原因正在于此。

Tsaohuan 发表于 2019-11-23 16:10

十二飞帝 发表于 2019-11-23 15:44
从能量的角度来说,他们极有可能是两种完全不同的力,因为我认为对齐力的过程是电能—磁能—机械能;而安 ...

扯什么对齐力?法拉利电动机就是电流-电场-磁场-机械转动

十二飞帝 发表于 2019-11-23 16:17

Tsaohuan 发表于 2019-11-23 16:10
扯什么对齐力?法拉利电动机就是电流-电场-磁场-机械转动

对齐力就是电枢齿上所受的切向电磁力,目前还没有官方命名,所以我们命名其为对齐力也没什么问题。
如果不扯对齐力,那用“电流—电场—磁场—机械转动”如何理解磁阻转矩?

zengxiaodong 发表于 2019-11-23 16:22

本帖最后由 zengxiaodong 于 2019-11-23 20:16 编辑

十二飞帝 发表于 2019-11-23 15:44
从能量的角度来说,他们极有可能是两种完全不同的力,因为我认为对齐力的过程是电能—磁能—机械能;而安 ...

我前面在253楼搞了一个动画,是强行固定住转子,施加逐步增加的交轴电流,看看磁力线的变化情况,也可以大体上展示能量的变化情况。

当交轴电流达到最大值以后,假设我们保持线圈电流不变,缓慢释放转子,看看转子逐步转动时磁力线变化情况,目的也是大体上看看能量的变化。




很显然,由于铁心储存的能量实在太少,在转子转动的过程当中,对外输出的机械功主要还是靠线圈馈入的电能来补充!

补充内容 (2019-11-24 23:21):
动画从最大转矩位置,滑动到转矩为零位置,也就是一共90度电角度

十二飞帝 发表于 2019-11-23 17:26

zengxiaodong 发表于 2019-11-23 16:22
我前面在253楼搞了一个动画,是强行固定住转子,施加逐步增加的交轴电流,看看磁力线的变化情况,也可以 ...

当把转子固定好以后,交轴的空间位置不随时间变化,通入交轴电流,随着电流的增加磁密增加,即电能转换成磁能的过程。当电流达到一个定值的时候(这个时候相当于直流电),磁能不再变化,而电能也不再消耗,忽略铜耗。
在这个时候释放转子,能量是怎样流动的呢?
释放转子以后,交轴所处的空间位置会变化,那么电枢产生的磁场就得跟着转,磁场做空间旋转,电流就得做时间“旋转”,即交变,这个过程电能需要让磁场旋转起来,旋转的过程实际就是电能转化成磁能的过程。这个过程就是不断的拉高交轴所到位置的磁势。这个能量的大小就是EI,或者BH。

十二飞帝 发表于 2019-11-23 18:34

电能—磁能—机械能的过程中,还有一个小插曲,那就是一部分磁能又变回了电能!

补充内容 (2019-11-24 23:27):
这个小插曲就是电枢电感那部分能量。

zengxiaodong 发表于 2019-11-23 20:28

本帖最后由 zengxiaodong 于 2019-11-23 20:44 编辑

说说变压器吧



能量是如何传递的呢?

我认为,变压器中铁心就是相当于“催化剂”的作用,并不直接参与能量的传递和转换。

怎么说呢?

假设初级线圈的电能转化成铁心中的磁能,然后铁心中的磁能又转化成次级线圈的电能,那么我们就可以说铁心直接参与能量的传递和转换。

假设初级线圈的电能转化为电磁波能量,直接通过窗口空间被次级线圈吸收并转换成电能,那么就是说铁心没有直接参与能量的传递和转换,铁心仅仅起了“催化剂”的作用!

zengxiaodong 发表于 2019-11-24 22:12

本帖最后由 zengxiaodong 于 2019-11-25 08:02 编辑

十二飞帝 发表于 2019-11-23 17:26
当把转子固定好以后,交轴的空间位置不随时间变化,通入交轴电流,随着电流的增加磁密增加,即电能转换成 ...

我在43楼已经从宏观上论证了BIL的正确性,我想了一下,即使从微观上也是可以证明的,用的是虚位移原理(虚功原理)

考察交轴电流达到某一数值时,保持线圈电流不变的动画模型,不管多少相对称电机,都可以经Clark和Park变换变成直流电机模型,给转子一个虚位移dΘ,时间dt,则:


T*dΘ=I*U*dt=I*B*R*(dΘ/dt)*L*dt=BILR*dΘ

所以

T=BIL*R

上述微观证明,其实还是在于B的定义,只不过是这个B现在无需是一个等效数值,可以是瞬时定义的数值!

而且,更加重要的是,无需以动态转动为桥梁和基础,即使在静态时也是完全成立的。

zengxiaodong 发表于 2019-11-25 09:03

本帖最后由 zengxiaodong 于 2019-11-25 09:57 编辑

zengxiaodong2019-11-23 16:22
253й仯 ...


这个线圈电流保持不变,让转子微转动的动画其实是有很奇妙作用的。可以深刻理解电机转矩产生的原理,而且有物理的普遍性,也就是说电流可以为任意组合的任意值!

有没有转矩?转矩大小和方向是怎样的?都可以从槽内磁力线情况判断和计算出来,假设虚转动后,槽内切割磁力线(考虑各槽切割磁力线数量与各槽对应电流的乘积之和),则一定有转矩,反之,就没有转矩。

为此,也可以根据这个原理编制计算电机转矩的程序,假设采用“中心差分”的算法,则保持线圈电流不变,让转子左右各转动一微小的角度,计算两种状态下的矢量磁位分布,每种状态取各槽所有单元的矢量磁位之和(除以单元数得到平均值),两次平均值相减,这个差值乘以槽内电流,就是对应该槽能量变化的物理量(还有电机长度等系数,暂不讨论),每个槽都计算出能量变化数值,最终即可得到总的能量变化值,进而根据虚功原理求出转矩。

上述计算方法,原理肯定正确的,但是精度如何还需实际检验,当然,即使精度可以该计算方法也未必有实用价值,因为有限元软件中的“虚位移”原理计算转矩本身已足够精确了,且物理上其实是一回事。

讨论这个计算方法的目的,就在于深刻理解电机转矩产生的根源,尤其是与槽内切割磁力线的本质联系!


zengxiaodong 发表于 2019-11-25 15:27

zengxiaodong 发表于 2019-11-23 16:22
我前面在253楼搞了一个动画,是强行固定住转子,施加逐步增加的交轴电流,看看磁力线的变化情况,也可 ...

287楼的动画,在保持线圈电流不变时只是从最大转矩滑动到零转矩(滑动90度电角度),为了进一步探明零转矩的状态,我们以更慢的速度从80度电角度滑动到100度电角度,同时磁力线数目增加到最大允许值。生成动画如下:



zengxiaodong 发表于 2019-11-25 15:34

本帖最后由 zengxiaodong 于 2019-11-26 07:48 编辑

正好在90度电角度时的磁力线分布如下:



很显然,各槽切割磁力线的情况处于对称状态,也就是切割磁力线的综合效应为零,因此此位置电机转矩为零!


金风玉露一相逢,便胜却人间无数!
两情若是久长时,又岂在朝朝暮暮?

zengxiaodong 发表于 2019-11-25 17:45

哈哈,在电机槽里面也发现了“磁力黑洞”,我注意到了,不管槽内电流大小和方向,当槽中心线靠近极间中线时,在一定的范围内,槽内就会出现“磁力黑洞”,而且也会出现磁力线“气泡”的长大和湮灭现象,就与变压器中发现的情况一样一样的,这是为什么呢?




简单解释一下,槽口处于极间位置时,外面磁场(例如励磁磁场)对于槽内影响较小,而且对于正常的电机而言,此时该槽内总电流应该也是接近极小值,这就为“磁力黑洞”的形成创造了充分的条件,前面我们已经说过,“磁力黑洞”是磁力线的本初源泉,无论磁力线从无到有的生成还是从有到无的湮灭,当然都应该在该区域磁密很低的情况下才会发生!

十二飞帝 发表于 2019-11-25 22:16

zengxiaodong 发表于 2019-11-25 17:45
哈哈,在电机槽里面也发现了“磁力黑洞”,我注意到了,不管槽内电流大小和方向,当槽中心线靠近极间中线时 ...

天下万物生于有,有生于无,正所谓无中生有!
科学的尽头是哲学,诚不欺我!

十二飞帝 发表于 2019-11-25 23:05

zengxiaodong 发表于 2019-11-24 22:12
我在43楼已经从宏观上论证了BIL的正确性,我想了一下,即使从微观上也是可以证明的,用的是虚位移原理 ...

利用虚功原理推理出了广义的BLI,虽然切入点是能量,但其实就是本质,物理世界很复杂也很简单。这个广义的BLI可以作为电磁力的本源。
广义的来说电和磁本是一家,I是广义的I,他的另一个身份就是磁势HL,可以是狭义电流也可以是永磁磁势。B也是广义的,它也可以是E(这也解释了这个E为何无处不在)。如此一来,什么铁芯而或是气隙中的H其实都是I,只不过是交通工具不同而已,走铜线的时候是电流,(上岸以后)走磁介时是H。这样一来,电磁力的两种主要型式,BLI和HB/u,其实就是一回事了。
所以计算电磁力其实和求一个拉伸棒的内力
一样,截面选哪都行。可以将在导体处算力(BLI),也可以在齿尖算力(帖子一开始讲的齿侧受力),还可以在气隙处算力(Maxwell应力),以上林林总总,其实是“殊途同归”!

zengxiaodong 发表于 2019-11-27 13:17

十二飞帝 发表于 2019-11-23 16:17
对齐力就是电枢齿上所受的切向电磁力,目前还没有官方命名,所以我们命名其为对齐力也没什么问题。
如果 ...

你提出来“对齐力”这个概念,我认可一下就可以了,何须什么官方命名?

只要命名准确,词必达意,又时间优先,叫的人多了,自然就成了官方命名!

反正这个力不是洛伦茨力,只要能够凸显这两者的区别,就已经从概念上取得了重大的突破了。

zengxiaodong 发表于 2019-11-27 13:25

本帖最后由 zengxiaodong 于 2019-11-27 13:27 编辑

zengxiaodong 发表于 2019-11-21 08:01
8极电机当转子不动时,假设三相电流从零增加到额定电流(保持三相电流相位关系正确)时,气隙磁密变化情况 ...
从气隙磁密分布动画可以看出:


1、切向磁密主要集中在槽口部分;

2、在负载运行时,稍微离开槽口的铁心外圆处(单侧)也出现切向磁密;

3、相对于8极电机而言,16极电机的切向磁密分布范围更宽广,因此能够产生更大的转矩输出能力!


这就说明,闭口槽有严重的缺点,千万要慎重使用。

zengxiaodong 发表于 2019-11-27 13:44

zwr610 发表于 2019-11-5 16:47
新手一枚,也不是搞电机的,我的笼统理解就是磁力线沿着系统最小磁阻路径走动,产生的力或者力矩的方向永远 ...

你说的这个是磁阻力矩,并不完全是“对齐效应”产生的对齐力!
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