NanXun 发表于 2025-10-28 21:12

永磁同步电机凸极率相关问题

唐任远教授在《现代永磁电机理论与设计》中提及了凸极率为Xq/Xd,并在后续对于正弦波永磁同步电机的dq轴数学模型里推导了转矩公式,将磁阻转矩定义为p*(Ld-Lq)idiq。但这章节中推导的前提为忽略电动机铁心饱和,那么电机的凸极率该以什么工况进行计算?空载、额定负载还是过载?显然电流提升后q轴磁路会饱和使得凸极率下降。
但我目前阅读了大部分论文,均有提及凸极率和电机优化的相关性,但没提及凸极率是取哪一种工况的计算方法,想请教一下在科研、工程中分别是如何考虑凸极限率的,还烦请论坛里的大佬们不吝赐教

擎天柱 发表于 2025-10-29 12:59

内置式电机凸极率的体现和优化体现在D/Q轴电感中,而D/Q电感一般由转子拓扑结构决定,优化或改变转子拓扑结构都可以改变D/Q轴电感从而改变磁阻转矩比例。LQ/Ld的比值越大,磁阻转矩也越高,但弱磁扩速能力也越差,这是一个平衡的问题。一般增大LQ的同时也要增大LD,避免导致高速弱磁能力变差。

NanXun 发表于 2025-10-29 14:13

擎天柱 发表于 2025-10-29 12:59
内置式电机凸极率的体现和优化体现在D/Q轴电感中,而D/Q电感一般由转子拓扑结构决定,优化或改变转子拓扑结 ...

Lq和Ld的值都是以空载时为参考吗?

擎天柱 发表于 2025-10-29 16:16

NanXun 发表于 2025-10-29 14:13
Lq和Ld的值都是以空载时为参考吗?

负载啊,电感是随电流变化的啊,在设计电机时要尽量利用磁阻转矩,可以节约材料等

NanXun 发表于 2025-11-11 15:48

擎天柱 发表于 2025-10-29 16:16
负载啊,电感是随电流变化的啊,在设计电机时要尽量利用磁阻转矩,可以节约材料等 ...

可是额定负载的时候,要实现最大转矩,有可能已经进入弱磁了,这样的凸极率还有用吗?

擎天柱 发表于 2025-11-12 08:30

NanXun 发表于 2025-11-11 15:48
可是额定负载的时候,要实现最大转矩,有可能已经进入弱磁了,这样的凸极率还有用吗? ...

凸极率跟你弱磁有直接关系吗?弱磁本质就是降低磁链提高转速,那你转子结构一但定下来后凸极比是不是就定下来了?弱磁时会影响D轴数值,但只是小范围,不会改变你电机基础能力

盛茂 发表于 2025-11-12 08:31

额定负载时候,已经进入弱磁状态,此时如果效率很高也无所谓。凸极率一直都有用,只不过看设计自己综合了。你要调速能力宽,就别对凸极率有太多幻想。当然,磁阻电机另当别论。我觉得还是看电机工况,然后你图啥。如果你有具体工况,可以拿出来分享一下,大家在讨论。

欧阳庆 发表于 2025-11-12 10:37

各位,有什么办法可以提高Lq/Ld,恐怕是比较难的事,具体有什么措施,各位可以说说啊

擎天柱 发表于 2025-11-12 13:17

欧阳庆 发表于 2025-11-12 10:37
各位,有什么办法可以提高Lq/Ld,恐怕是比较难的事,具体有什么措施,各位可以说说啊 ...

对于内置式目前比较多的就是多层磁钢和磁障结构,或者干脆使用磁阻电机

欧阳庆 发表于 2025-11-13 09:07

擎天柱 发表于 2025-11-12 13:17
对于内置式目前比较多的就是多层磁钢和磁障结构,或者干脆使用磁阻电机 ...

可以做到多大比例,Lq/Ld>1或更大吗?

擎天柱 发表于 2025-11-13 10:04

欧阳庆 发表于 2025-11-13 09:07
可以做到多大比例,Lq/Ld>1或更大吗?

一般来说可以做到2-3

欧阳庆 发表于 2025-11-14 09:14

擎天柱 发表于 2025-11-13 10:04
一般来说可以做到2-3

能做到这么大比值(电励磁除外),可以说说更具体结构或贴一个示意图?

擎天柱 发表于 2025-11-14 14:34

欧阳庆 发表于 2025-11-14 09:14
能做到这么大比值(电励磁除外),可以说说更具体结构或贴一个示意图? ...

常见的双V,多层的U型等结构都可以达到啊,这些都是很成熟的了

欧阳庆 发表于 2025-11-15 10:08

擎天柱 发表于 2025-11-14 14:34
常见的双V,多层的U型等结构都可以达到啊,这些都是很成熟的了

哦,用过切向结构,也没有算到Lq/Ld大于1的情况,所以迷惑。另外问一下,轻稀土,重稀土是那几个牌号的钕铁硼?可以说说吗?

擎天柱 发表于 2025-11-15 13:00

欧阳庆 发表于 2025-11-15 10:08
哦,用过切向结构,也没有算到Lq/Ld大于1的情况,所以迷惑。另外问一下,轻稀土,重稀土是那几个牌号的钕 ...

材料对于凸极比来说不重要,具体牌号我也不记得了,这是19年的文章了
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