异步起动永磁同步电机电枢反应磁场分析疑点

清静无为

     根据王秀和教授等所作的《异步起动永磁同步电机原理、设计及测试》书中第58-63页：关于异步起动永磁同步电机磁场分析的电枢反应四种情况：

一、电枢电流I与励磁电动势E0同相位（ψ=0）
二、电枢电流滞后励磁电动势E0 90°（ψ=-90°）
三、电枢电流超前励磁电动势E0 90°（ψ=90°）
四、电枢电流与励磁电动势E0 相位反相（ψ=180°）

根据上述条件，个人运用ANSYS 仿真，但仿真结果与书中结论不同，请老师们不吝赐教，谢谢！

分析模型由RM一键导入，且设定三相电流： Ia=Im*sin(wt+thet), ib= Im*sin(wt-2pi/3+thet), ic= Im*sin(wt+2pi/3+thet)。

thet=0， thet=-90， thet=90， thet=180


进行电枢反应分析时，先进行空载（Im=0）仿真，空载分析结果，反电动势达到最大209.7V，说明A相轴线与直轴对齐。







一、电枢电流I与励磁电动势E0同相位（ψ=0），电枢反应属于纯交轴磁动势，且磁动势轴线恒与转子交轴重合。

问题是：仿真结果磁动势并非与转子交轴重合，是什么原因造成？



电枢反应合成电动势波形：



不同角度的转矩曲线






二、电枢电流滞后励磁电动势E0 90°（ψ=-90°），电枢反应磁动势作用在直轴上，称为直轴电枢反应。起助磁作用，有功功率为零，仅输入感性无功功率。
   
     问题是：仿真结果为什么有负转矩输出，有功功率并非为零。




三、电枢电流超前励磁电动势E0  90°（ψ=90°），A相电流为零，电枢反应磁动势和励磁磁动势相位相反，起去磁作用，有功功率为零，仅输入容性无功功率。

  问题是：仿真结果有-17.7N输出，即为发电机状态，这又是什么原因造成？




四、电枢电流与励磁电动势E0 相位反相（ψ=180°），电枢反应磁动势的轴线与A相绕组轴线重合，起交磁作用。此时输出有功功率，为发电机状态。




以图为thet=270度的仿真结果，有正转矩输出，是电动机状态。

清静无为

早上检查了模型，发现昨晚上传的磁密矢量图的时间是0秒的! 这个时间点A相电流没有达到最大，根据模型计算，应该走过0.005s（90电角度）是A相电流才达到最大。图1是thet=0，t=0.005s度时的磁密矢量图，此时转子交轴与E0重合，但A相电流也没有达到最大，显然电枢电流Ia与励磁电动势E0不同相位,电枢反应的磁动势也没有与转子交轴重合？

图2为thet=0，t=0.0074s，从图中看，此时的A相电流达到最大，Ia与E0同相位，但时间滞后了0.0024s,这又是什么原因？

图1





图2

yanyang0425

清静无为 发表于 2020-6-9 09:23
早上检查了模型，发现昨晚上传的磁密矢量图的时间是0秒的! 这个时间点A相电流没有达到最大，根据模型计算， ...

图中的磁密是定转子合成的吧，不能以此说明A相电流没有达到最大值

清静无为

yanyang0425 发表于 2020-6-13 23:48
图中的磁密是定转子合成的吧，不能以此说明A相电流没有达到最大值

你好，这个贴子的仿真结果有点错误，已经另发了一贴：https://bbs.simol.cn/thread-197350-1-1.html，谢谢。