关于永磁交流伺服电机输入电压与反电动势的关系

端木0118 · 发表于 2012-11-13 20:35

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本帖最后由 lanjeo 于 2015-4-29 10:47 编辑

做电机几年，最近发现一个曾经重未想过的问题，小女子才疏学浅，请大家不吝赐教。
1、在设计电机过程中，以380VAC母线电压为例，采用正玄波驱动的电机，线反电动势有效值应该设计为多少？有人说是360V，有人说是270V，本人用ansoft路仿真算过，当反电动势超过270V后，电机转速应该达到额定，即在额定电压下转速不够。这个问题不解。
2、电机在设计时，应该设计在感性功率因数吧，王秀和的书写的是设计在感性并且直轴去磁状态，转矩角为正（端电压超前空载反电动势）。但是，在路计算中，发现了负的转矩角（空载反电动势超前电压），这个是怎么回事，转矩角有正有负，到底怎样才对。
3、在做好的电动机测试时，发现部分电机是随着转矩的增加，电机输入端电压在上升；反之部分在下降。在唐老师的书上看到是对应的两种工作状态，一种是感性功率因数直轴去磁状态，另一种是感性功率因数直轴增磁状态，怎样的设计才是正确的。
4、大家在设计电机时，得出的反电动势和力矩系数是怎么计算的呢？是简单的取相等的的关系还是通过其他方法计算的呢？

enjoyingzk · 发表于 2012-11-13 20:50

本帖最后由 lanjeo 于 2015-4-29 10:47 编辑

先帮你顶一下

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端木0118 · 发表于 2012-11-13 20:50

本帖最后由 lanjeo 于 2015-4-29 10:47 编辑

先帮你顶一下[/quote]
谢谢啦

Edwin_Sun · 发表于 2012-11-13 21:33

本帖最后由 lanjeo 于 2015-4-29 10:47 编辑

1、线电势的额定点设计我的感觉是根据电机的额定转速范围和最大转速范围来确定的，譬如设计了一台电机，ke=100V，380二极管整流后的直流侧大约540，于是最高转速就是5400，如果ke大点，最高转速就低点喽~至于额定转速的确定，就是看额定负载下的电压调整率吧，你可以低一点，也可以高一点，工况不同要求不同啊。。。你可以设计到360V，也可以设计到270V的；你所说的270V后额定电压下转速不够，是在空载还是负载？阻抗设计大了点，至于合理不合理，要从多方面来分析的，不能直接说好或者坏，正确或者不正确的。。。
2、路计算，自己没有做过，转矩角为负，发电了嘛~~~不知道你的负载？为什么要设计在感性直轴去磁状态，岂不是反电动势要超过端电压了？你可以写上多少页，我来看看
3、转矩增加，端电压是要增加的，原理上来讲，对于id=0控制而言；但是不知道你的控制是什么。。。你可以看看你电流与所加电压的相位，看看是不是存在部分去磁或者增磁电流，只能这样去理解
4、同状态下，ke和kt化成标幺值肯定是相等的。但是一般产品提供的ke是冷态下的，kt是热态下的，相对而言，ke就会比kt大了，不知道端木怎么取的。。。
你大体可以先讲讲你的想法，然后大家来分析下~

端木0118 · 发表于 2012-11-13 21:51

本帖最后由 lanjeo 于 2015-4-29 10:47 编辑

1、线电势的额定点设计我的感觉是根据电机的额定转速范围和最大转速范围来确定的，譬如设计了一台电机，ke= ...[/quote]
1、我说的是负载下，路计算下，确实360V的反电动势负载转速到不了额定，可能是电抗设计的大造成的。
2、看唐老师书上171页图C 王秀和那本书晚上没带回来明天看看页码。
3、对id=0是增加的对吧？还有个问题就是对于普通正玄波驱动的驱动器能实现id=0控制吗？我问我们做控制的说不能，不知道是不是他不够专业，貌似他水平不高。
4、我看过科尔摩根的样本，近似相等，力矩系数小一点，可能是考虑损耗了吧。

端木0118 · 发表于 2012-11-13 21:57

本帖最后由 lanjeo 于 2015-4-29 10:47 编辑

对于功率因数，控制器方面可调吗？以前做过一个电机，配的进口驱动器，人家怎么能把功率因数变成1？
今天看一个某高校老师仿真的电机，转矩角是负的，应该是工作在发电机状态了吧？可是人家电机使用起来没问题啊。

Edwin_Sun · 发表于 2012-11-13 21:58

本帖最后由 lanjeo 于 2015-4-29 10:47 编辑

1、我说的是负载下，路计算下，确实360V的反电动势负载转速到不了额定，可能是电抗设计的大造成的。
2、 ...[/quote]
1、你再减小绕组匝数，增大线径，增加电流试试
2、明天回头看看~~
3、id=0是增加的，根据阻抗模型嘛~我不知道你这个普通普通到哪里，哈哈，对于表贴式电机，id=0是最常见的了
4、UI=TN，ke=U/N,kt=T/I，这个标幺值肯定是相等的了，你看看有没有对ke和kt的测试条件的说明，譬如温度

端木0118 · 发表于 2012-11-13 22:01

本帖最后由 lanjeo 于 2015-4-29 10:47 编辑

1、你再减小绕组匝数，增大线径，增加电流试试
2、明天回头看看~~
[/quote]
减小匝数反电动势不是变小了吗？电压调整率大了啊

端木0118 · 发表于 2012-11-13 22:08

本帖最后由 lanjeo 于 2015-4-29 10:48 编辑

1、你再减小绕组匝数，增大线径，增加电流试试
2、明天回头看看~~
[/quote]
你觉得在唐老师171上5个图，电动机正常应该工作在哪个图上

Edwin_Sun · 发表于 2012-11-13 22:25

本帖最后由 lanjeo 于 2015-4-29 10:48 编辑

减小匝数反电动势不是变小了吗？电压调整率大了啊[/quote]
电阻电抗太大了，只能减小匝数，增加电流了；额定电压是可以调整的，又不是一成不变的；控制器也可以控制调制比的，大概如此，你再想想
我手边没书，看了以后再说

hhzai · 发表于 2012-11-14 00:40

本帖最后由 lanjeo 于 2015-4-29 10:48 编辑

对于功率因数，控制器方面可调吗？以前做过一个电机，配的进口驱动器，人家怎么能把功率因数变成1？
今天看 ...[/quote]
有单位功率因数控制呀，可以减低逆变器容量。唐老师说上这么讲的

Edwin_Sun · 发表于 2012-11-14 20:28

端木0118 发表于 2012-11-13 22:08

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你觉得在唐老师171上5个图，电动机正常应该工作在哪个图上

这5个图都是永磁电动机典型的运行矢量图了，都是正常运行的

至于会运行在那个图上，要看你电机的设计了

个人理解啊，相同的外电压情况下，较多的永磁会导致较大的反电动势，电机工作在去磁状态；较少的永磁，就需要用一些电流来增磁；所以这个就看自己的设计了，如果成本所占因素不多的话，可以设计利用较多的永磁，就工作在弱磁了，如果想省永磁，就只能加多利用电流了；

但是永磁电机我觉得最好还是工作在单位功率因素附近，一般是弱磁，功率因素在90%以上；较少的永磁，会降低成本，但是可能特性偏软，负载能力较弱；较多的永磁就会造成材料的浪费了。

个人理解，可以多多讨论～

cfl5000 · 发表于 2012-11-18 13:03

没搞过这方面，正要搞。

c2525995 · 发表于 2012-12-26 13:16

Edwin_Sun 发表于 2012-11-14 20:28

登录/注册后可看大图

这5个图都是永磁电动机典型的运行矢量图了，都是正常运行的

至于会运行在那个图上，要看你电机的设计了 ...

经典，比较全面！学习了！

文艺不青年 · 发表于 2019-2-18 09:44

1.反电动势与最大转速设计是反比关系的，空载时的转速为不弱磁控制的最大转速，此时最大转速等于线电压除以跟号3除以根号2除以反电动势（理论值，实际会因为摩擦转矩的存在而小一些）；
2.额定转速也与反电动势有关，U=E+IR=ke*N+IR，，也就是说电机额定电压和电流确定以后，线反电动势越大额定转速越小，同时如果设计的线电阻越大那么Ke*N的容量越小

小菜鸟N001 · 发表于 2019-3-1 16:54

文艺不青年发表于 2019-2-18 09:44
1.反电动势与最大转速设计是反比关系的，空载时的转速为不弱磁控制的最大转速，此时最大转速等于线电压除以 ...

学习了，mark一下

魔人布欧 · 发表于 2019-7-9 15:58

学习了。谢谢！！！

jiashuai0101 · 发表于 2019-7-26 18:01

想请教一下，您现在还做电机设计吗？对于电机设计来说，是不是电磁设计必须要懂电机控制的知识，要不然，就像您这个问题，就算反电动势的取值都不能弄的明白？我现在也是正处于学习电机设计的初级阶段。用JMAG仿真电机，可以得到结果，但是，如果问为什么，或者需要特定的设计需求的话，从理论方面还是不过关，您有什么经验可以推荐一下吗？谢谢

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