maxwell 2d 仿真转矩偏大

ヤ湫仟eleven

调频永磁同步电机，额定转矩710N.M，但我用maxwell 2d 仿真出来却是820N.M，差的有点多，请问各位大神，分析一下可能是哪出错了？电机是公司已经做好样机的，并且已经过测试。我把图纸拿来自己做了一遍，电流源激励，扫描出了电流角，匝数给定的没错，分相没错，反电势也和输入电压差不多。急！！

ヤ湫仟eleven

额定功率150KW,额定相电压380V，电流236A，叠后300mm，14匝12根并绕

ヤ湫仟eleven

工程如上，请各位分析一下，万分感谢

Edwin_Sun

我已经在跑仿真了，目前发现的问题只有两个，一个是剖分可能需要调整一下，重要的地方稍显单薄，不重要的地方又占据了较多的mesh；另一个是步长稍大，可能会带来一些问题；

我现在只调整了步长，貌似和你的结果差不多820Nm附近；下一步就是调整网格了，但是我的机器很慢啊，可能要晚一点才能给你一些结论

另外我要问一下你们的测试方法，怎么得到700多的额定转矩的？发电运行？还是电动运行拖负载？转矩传感器测瞬态转矩？如果说仿真没有太大的问题的话，可能是不是测试方法上也有些因素。。。当然只是推测了，因为现在还没什么结论

Edwin_Sun

我调了几个地方，但影响均不是很大；

所以我只能怀疑你们公司的控制器是否引进了MTPA控制？

如果是Id=0控制的话，那么转矩是在700多一点的地方，这样倒是符合你的额定转矩，你也可以再试一下；

然后你再问一下你们公司搞控制的，有没有做MTPA控制？

如果做了MTPA控制的话，那我明后天有时间再看看模型，看看是不是有什么设置我们没有考虑到~

fengxingyun

除了网格问题外,我觉得主要可能是你的电流角问题吧,我把电流角给小一点,转矩结果就下来了,你可以尝试一个和额定转矩符合的角度出来.再看看和你技术计算书出来的角度能相差多少

ヤ湫仟eleven

Edwin_Sun 发表于 2013-1-10 23:19
我调了几个地方，但影响均不是很大；

所以我只能怀疑你们公司的控制器是否引进了MTPA控制？

万分感谢！是通过转矩传感器测瞬态转矩的，检测是在天津车检所做的。要做MPTA控制。还有一个问题，在电流源激励用Ia=Imax*sin(2*pi*f*Time+Thet*pi/180),Thet在定义变量的时候加上单位deg和不加单位，转矩差别很大，其实不是应该一样的吗？还是，激励应该写成是Ia=Imax*sin(2*pi*f*Time+Thet)？

ヤ湫仟eleven

fengxingyun 发表于 2013-1-11 16:35
除了网格问题外,我觉得主要可能是你的电流角问题吧,我把电流角给小一点,转矩结果就下来了,你可以尝试一个和 ...

请问一下，你的激励给给定什么形式的呢，能贴出来看看吗？我现在感觉也是角度的问题

Edwin_Sun

fengxingyun 发表于 2013-1-11 16:35
除了网格问题外,我觉得主要可能是你的电流角问题吧,我把电流角给小一点,转矩结果就下来了,你可以尝试一个和 ...

如果有MTPA控制的话，那这个最大转矩所对应的角度就应该是正确的电流角了。所以如果有的话，就不应该是这个问题的

Edwin_Sun

ヤ湫仟eleven 发表于 2013-1-11 19:48
万分感谢！是通过转矩传感器测瞬态转矩的，检测是在天津车检所做的。要做MPTA控制。还有一个问题，在电流 ...

你的MTPA是怎么实现的？Ld，lq是怎么测试的？

theta你不加deg时，就会设置为默认的单位，可能变成rad了，这样就差很多了；

至于是theta还是theat*2pi/180，是取决于你theta的单位，其实只要把theta参数化，旋转一个电周期，然后选择转矩最大的theta角度填进去就可以了。弧度单位就不用乘以后面的系数的

fengxingyun

1,激励就是你自己文件里的形式,我只是改变了下你的角度;
2,要做mtpa控制的话,单纯ansoft加这样的电流源进行仿真估计够呛;
3,不知道你自己做电流源激励角度扫描是怎么做的?如果只是常规的不加控制算法的角度扫描,那么得到的电流角度应该是和mtpa算法里对应的额定转矩点的电流角不一样大小的;
4,你仿真的是额定点的转矩,不加控制算法的话,加的就应该是额定点对应的电流角,有限元算出的角度和常规磁路法计算出的角度一般都会有点偏差,不过我自己算过一些案例,偏差一般不会超过5度.
5,建议你检查下你的计算文件,多进行尝试吧

ヤ湫仟eleven

Edwin_Sun 发表于 2013-1-11 22:32
你的MTPA是怎么实现的？Ld，lq是怎么测试的？

theta你不加deg时，就会设置为默认的单位，可能变成rad了 ...

我是这样做的：激励写成Ia=Imax*sin(2*pi*f*Time+Thet)，定义Thet变量时，赋初值30（没有单位），扫描Thet，最大转矩时对应的是Thet=41，意思就是41 rad？这也太大了吧

Edwin_Sun

ヤ湫仟eleven 发表于 2013-1-11 23:20
我是这样做的：激励写成Ia=Imax*sin(2*pi*f*Time+Thet)，定义Thet变量时，赋初值30（没有单位），扫描The ...

第一，你要看看你的软件里默认的单位是什么，rad还是deg

第二，如果是rad的话，你应该在2pi的范围内扫描，如果你也设置了0-100,间隔为1，那41也可能会碰到较大的转矩点的；所以如果是rad，就在pi范围内扫描，如果是deg，就在0-180之间扫描。最好赋予单位，让你清晰的知道是什么

Edwin_Sun

fengxingyun 发表于 2013-1-11 23:12
1,激励就是你自己文件里的形式,我只是改变了下你的角度;
2,要做mtpa控制的话,单纯ansoft加这样的电流源进行 ...

2,要做mtpa控制的话,单纯ansoft加这样的电流源进行仿真估计够呛;

这个是为什么呢？其实对电流角进行扫描得到的最大转矩点的电流角就是MTPA的角度了；只是仿真中的Ld和Lq，与实测值应该有些差别，所以角度有些偏差，但这个偏差一般不大的，一般认为这样得到的角度就是MTPA的角度了，至少我个人是这样认为的

3,不知道你自己做电流源激励角度扫描是怎么做的?如果只是常规的不加控制算法的角度扫描,那么得到的电流角度应该是和mtpa算法里对应的额定转矩点的电流角不一样大小的;

你这个依据是否与我的相同？就是实测电感和仿真电感不同，还是什么？

4,你仿真的是额定点的转矩,不加控制算法的话,加的就应该是额定点对应的电流角,有限元算出的角度和常规磁路法计算出的角度一般都会有点偏差,不过我自己算过一些案例,偏差一般不会超过5度.

他这个没有用常规磁路法吧。。。IPM你用常规的磁路法设计过？

fengxingyun

1.磁路做过一些设计方案.进行永磁电机的设计,如果不进行常规的一些计算,那么你的冲片,槽型尺寸,磁钢尺寸,线圈尺寸怎么确定呢?直接有限元确定吗?那就太费时间了.当然你也可以粗略估算得到一些尺寸,再进行有限元校核了.不过我还是习惯于先磁路计算一下,这样心里有底一些.
2.磁路计算法得到的直交轴电感和有限元得到的确实会有些差距,所以我觉得角度有偏差是正常的.
3,.我自己没做过电流角扫描,仿真的时候我都是把自己手算的角度加进去进行仿真,一般试个几次就出来结果了.
4.mtpa算法属于矢量控制了,需要时刻测定转子位置,进行磁场定向,然后在此基础上进行定子电流分解........,具体理论可以见书了.所以我认为单纯ansoft加这样的电流源进行仿真够呛.除非你自己进行3/2和2/3变换,将电流电压时刻按照mtpa算法进行激励,才可能得到正确的结果咯.

Edwin_Sun

fengxingyun 发表于 2013-1-12 10:10
1.磁路做过一些设计方案.进行永磁电机的设计,如果不进行常规的一些计算,那么你的冲片,槽型尺寸,磁钢尺寸,线 ...

1.磁路做过一些设计方案.进行永磁电机的设计,如果不进行常规的一些计算,那么你的冲片,槽型尺寸,磁钢尺寸,线圈尺寸怎么确定呢?直接有限元确定吗?那就太费时间了.当然你也可以粗略估算得到一些尺寸,再进行有限元校核了.不过我还是习惯于先磁路计算一下,这样心里有底一些.

IPM的磁路法准确么？我之前SPM都会用唐任远书上的程序用Matlab跑一遍，然后再去具体的设计，但是IPM还没有跑过。你用的磁路法是哪套程序？自己编的？

3,.我自己没做过电流角扫描,仿真的时候我都是把自己手算的角度加进去进行仿真,一般试个几次就出来结果了.

几个的话，恐怕精确度不是太高了，最好在最大转矩附近多试几个点，扫描的话，也要细化一些。

4.mtpa算法属于矢量控制了,需要时刻测定转子位置,进行磁场定向,然后在此基础上进行定子电流分解........,具体理论可以见书了.所以我认为单纯ansoft加这样的电流源进行仿真够呛.除非你自己进行3/2和2/3变换,将电流电压时刻按照mtpa算法进行激励,才可能得到正确的结果咯.

的确，我也发现这个问题了，我们现在做的只能是某一个位置之下的MTPA控制，真正的MTPA要实时不同位置之下都要去算一遍，但是这在控制中也不可能实现的，控制系统也是根据固定的或者某一个位置扫描出来的dq电感进行计算的，并不能得到任意位置不同负载之下的电感曲线族，这样控制难度就太大了。所以我倒是觉得某一个位置之下取值是可行的，误差也应该是可接受的，但是楼主这个显然已经超出了这个范围。个人认为楼主的控制器并没有实现MTPA控制，只是有单纯的Id=0控制，这样转矩是差不多的

fengxingyun

1,自己弄些公式做做推导咯,计算的时候还可以加深自己对电机的理解嘛,得出的结果和样品的结果误差倒也不大,毕竟很多参数还是有限元计算出来的,再一个做的多了,心里对一些参数就有数了,准确度也会提高很多.你在做ipm的时候都是直接有限元设计吗?那看来你水平很高了{:soso_e179:}.
2,我一般加电压源,给额定功角,看看转速能当否达到额定转速,能否达到额定转矩,这两个不差的话,我觉得结果就八九不离十了.手算的功角试验几次就能满足结果,我觉得精度还可以吧,不知您觉得精度哪里不够哟?
3,id=0同样是矢量控制了,我还是认为这种单纯的ansoft仿真不太可行.当然也可能是我孤陋寡闻,或许有高人可以做到吧,希望能有机会学习.

晒太阳的云朵

受益匪浅！id=0的控制怎么添加电流呢？

ヤ湫仟eleven

晒太阳的云朵 发表于 2013-3-27 19:49
受益匪浅！id=0的控制怎么添加电流呢？

加标准的三相正弦电流就行了

晒太阳的云朵

ヤ湫仟eleven 发表于 2013-3-28 08:48
加标准的三相正弦电流就行了

但是内功率因数角要设置为多少呢？