再谈齿槽转矩的计算方式

sduee

好久没做过《齿槽转矩》这一块，不知道是否已经落伍，最近和两位坛友交流，想到更新一下这个把自己困扰的话题。前几年发过帖子《2D网格手工划分经验总结》，感谢与我交流互相促进思考的论坛朋友，相互交流中发现了一些错误，互相交流促进互相长进。现在对这些自己犯过的错误进行分享，修正的文档进行更新，欢迎明确指正错误。

有人说，齿槽转矩的计算质量是考察一个做永磁电机的人，使用EM Suite(Maxwell)计算方法是否可靠的一面镜子，我也希望尽快打碎这面镜子，大家不要总在计算精度和可靠性这里徘徊，更灵活地使用有限元分析软件。绕过这个小怪，去打更大的BOSS。

分享的这篇《8P12S电机的参数化建模与齿槽转矩分析》，既包含基础的建立模型的详细步骤，又包含瞬态场求齿槽转矩的基础，还包含参数化转子位置，用静态场求解齿槽转矩的详细设置步骤，以及准确性怎样的思考。与我之前在论坛上分享的两篇文档，是继承关系，也说明这个问题，困扰我好多年。当然，欢迎批评指正，能直接淘汰或促使这篇更新版本，更好。

谢谢。

念天悠

感谢楼主分享，刚刚进入，学习了

sduee

念天悠 发表于 2020-5-30 20:47
感谢楼主分享，刚刚进入，学习了

我最近也从零开始，互相学习

念天悠

sduee 发表于 2020-5-30 20:52
我最近也从零开始，互相学习

你好，文章每一步都有，非常详细，对于新手的我帮助甚大

设置激励那一步没有相应的提示，空载是不是要把电流设置为0就可以了吗（但是楼主的建模好像没有绕组）？

另外对于Initial Posion为7.5deg这个7.5应该如何确认呢，这个问题论坛里面也找了，理解不了

还有stop time为60/3000/6，应该才0.0033s，Save Fields的stop time为0.01s，这个是没法通过自检的

双击视图区左下角的Time=-1 框图，将时间选择为0，这一步是不是有误，我只有-1这个选项

我没有加激励算出来max值是219N.m

波形感觉也不对

sduee

念天悠 发表于 2020-6-7 11:58
你好，文章每一步都有，非常详细，对于新手的我帮助甚大

设置激励那一步没有相应的提示，空载是不是 ...

问题很详细，我没建模绕组，电流为零的效果一样，但要注意，绕组电流为零不一定行，万一有闭环绕组产生短路涡流呢。
initial position=7.5的意思是此电机结构中，A相绕组交联的磁链最大的时候，通常这个时候，电机的磁能最大，那么是齿槽转矩的平衡点，从此位置旋转，不止A相EMF从零变化，齿槽转矩也从零变化。
剩下的我做了一遍，保存瞬态分析的节点，当然要和步长匹配的，0..333333333s也没有，我这个是只保存了，没用到，通过了自检，你可以自己设置适配的。你看看是不是保存点里包含Time=0s，不然没有这个场图。数值的区别，不知道是否我们的材料库不同？

念天悠

sduee 发表于 2020-6-7 14:41
问题很详细，我没建模绕组，电流为零的效果一样，但要注意，绕组电流为零不一定行，万一有闭环绕组产生 ...

谢谢解答

现在的理解是这里不需要加激励（电流为零，所以绕组也不需要建模了）

initial position=7.5deg的概念大概能明白，我想确认的是这个值如何计算出来。

场的地方漏看了加单点，这个是我的问题，楼主的是对的，然后转矩楼主也是对的，我查看了一下是我把永磁体的充磁方向弄错了（180/8+(360/8+180)*(i-1)充磁角度的计算挺好的，但是我没有搞明白，是否有通用公式，比如把其中的8更换为极数就可以吗？这个可以用在参数化吧），

静磁场也计算了

网格上，我用的是2019R2，仿真时报错：Sweeping curves cannot be preserved，网格重新改成Classic，可以正常运行

结果上有个疑问ParametricSetup1里能否显示max值，Results能否显示对应的ParametricSetup1的值，我的做法如下所示，但是都不对：LastAdaptive与AdaptivePass


再次感谢楼主！！

284874509

增加了静态求解齿槽转矩   不错  值得学习

DJN

谢谢楼主的分享，正需要这种详细的建模过程参考，还可以更好的理解的齿槽转矩

sduee

念天悠 发表于 2020-6-7 15:38
谢谢解答

现在的理解是这里不需要加激励（电流为零，所以绕组也不需要建模了）

还有电枢长度得乘进去

念天悠

sduee 发表于 2020-6-8 14:23
还有电枢长度得乘进去

你好，把长度0.16乘上也是不对的，才1.06左右

sduee

念天悠 发表于 2020-6-9 06:50
你好，把长度0.16乘上也是不对的，才1.06左右

谢谢，我也只是做了一次两次分析，再从头用两个版本ED19，EM15做一遍看看，反正也在自我隔离14天中。有一样问题再联系你。

F231872

感谢楼主分享，刚刚进入，学习了

JohnZhou

感谢楼主分享，从头到尾做了一遍，收获不少啊！

sduee

JohnZhou 发表于 2020-6-28 17:01
感谢楼主分享，从头到尾做了一遍，收获不少啊！

你是哪个版本，这张图，我们的图的幅值还比较接近的。

5月13日

非常不错的文档！
后续找个时间做一做。

sduee

5月13日 发表于 2020-6-29 08:57
非常不错的文档！
后续找个时间做一做。

我目前认为跨版本计算还是有点不一致，发现有什么问题欢迎提醒

Redflag

瞬态场计算的齿槽转矩幅值161.4437mN，ANSYS  Maxwell 2020R1版本
在求解过程中，提示InnerRegion 和Pole有干涉，Validate check是没问题的，然后把InnerRegion中外径70mm改为70.05mm
不知道大家有没有遇到这种情况

sduee

Redflag 发表于 2020-7-7 16:53
瞬态场计算的齿槽转矩幅值161.4437mN，ANSYS  Maxwell 2020R1版本
在求解过程中，提示InnerRegion 和Pole ...

TAU网格的兼容性问题，TAU改成classic

念天悠

瞬态基本上没什么问题，
静磁场仿真仿真结果如下图所示，

幅值比楼主的大，波形起始也不太一样，不知道哪里有问题
静态做齿槽转矩比较费时间，瞬态很快就出来了

sduee

念天悠 发表于 2020-7-14 21:04
瞬态基本上没什么问题，
静磁场仿真仿真结果如下图所示，

你说的，我用EM15版本也做过，没有出现你所描述的问题。我猜啊，可能是永磁材料不同。之前我编辑的文档里，就把材料的-Hc写错了。而且，我们的波形相位不同。