多相电机设计讨论

yuya

特斯拉在1888年的美国专利U.S. Patent 0,381,968, 1888首次提出了多相电机的概念，专利里指出电机的相数可以是二相及以上。实际上二相电机在三相电机流行之前曾经在工业界占据过主导市场，世界上曾经最大的二相电机就是位于北美尼亚加拉大瀑布的发电机。而近二十年来对于相数大于三相的多相电机的研究又开始火了起来，市场上已经有五相和六相电机问世。西莫论坛上也有大量的学者在讨论多相电机的话题。

本次讨论的主要话题集中在：

1.  为什么二相电机会被三相电机取代
2. 为什么采用相数大于三相的电机设计
3. 如何设计多相电机
4. 有没有好的仿真工具可以直接设计多相电机
5. 多相电机设计的难点

本帖只是抛砖引玉，希望西莫的专家们能够现身说法，给予指导！

冰族雪狼

多相电机的谐波2m±1,谐波含量低，但对于变频器供电来说（电压谐波较大），尤其是温升可能高10~20K.
多相电机的绕组设计：简单方法先按3相设计，根据匝数和相电压近似成正比的原则（每极磁通不变），算出多相电机匝数,定子/转子可同三相。
由于多相电机一般设计成低压，需考虑绝缘，大功率的尽量用成型线圈。

pat

1.  A、B相绕组垂直，呈不对称结构
2. 所以，最简单的对称绕组就是三相
3. 设计多相电机并不难，看20篇相关文献足够了
4. 最好别依赖自动仿真软件，自己搭建绕组和电路
5. 会者不难，难者不会，理解到电机设计的精髓，别固化在三相电机的设计套路中即可

yuya

1.  为什么二相电机会被三相电机取代
其实也和电网的发展有关，三相电网对应的工业电机也是三相。为什么电网用三相？理论上三相平衡电不需要中线，这样成本最低。
2. 为什么采用相数大于三相的电机设计
多相电机有冗余度、功率密度大、转矩波动小、噪音低等优点。
可以用在飞机上的发电机，也可以用在船上。国外Converteam是这个领域的领先者，他们据说拿过英国海军的大单子。
3. 如何设计多相电机。
多相电机主要是定子绕组的设计，保证有旋转磁场即可。注意国内风电行业所提的6相电机并不是严格意义上的6相电机。多相电机有观点认为可以分两大类：一类是三相的倍数；二类是任意相数，比如7相、11相。
4. 有没有好的仿真工具可以直接设计多相电机
不是广告，有限元软件推荐MotorSolve，直接设置相数即可设计多相电机，还可查看多相电机绕组的分布。
5. 多相电机设计的难点
绕组规律找到即可，多相电机不光是电机本体的设计，其实也设计到驱动电路。