如何得到气隙中的磁通密度数据并画出磁通密度曲线

kimi_b

zhaoranjun 发表于 2013-5-26 18:05
首先要保证路径扫描出的二维图是正常，这样导出才能得到正确的序列数据。

求解和画路径虽然无绝对的先 ...

最近这几个分析都是先求解然后才画的扫描路径，可能之前出现的问题跟这个有关，经前辈这几天的指点又学到了不少，真的十分感谢！

zhaoranjun

kimi_b 发表于 2013-5-26 18:11
最近这几个分析都是先求解然后才画的扫描路径，可能之前出现的问题跟这个有关，经前辈这几天的指点又学到 ...

ansoft的帮助系统的确不是很详细 所以经常容易出现小问题 指点谈不上 咱们一起探讨共同进步 顺祝学业顺利 呵呵

kimi_b

zhaoranjun 发表于 2013-5-26 18:29
ansoft的帮助系统的确不是很详细 所以经常容易出现小问题 指点谈不上 咱们一起探讨共同进步 顺祝学业顺 ...

前辈您给我的帮助真的非常大，每次向您请教都获益匪浅，再次感谢！以后有不明白的还得多向您请教，也祝您工作顺利！{:soso_e113:}

38738106

谢谢了，学习一下了

kimi_b

zhaoranjun 发表于 2013-5-26 18:29
ansoft的帮助系统的确不是很详细 所以经常容易出现小问题 指点谈不上 咱们一起探讨共同进步 顺祝学业顺 ...

前辈您好，我最近一直在学习齿槽转矩的计算方法，整理了几个问题想向您请教一下。我主要参考的就是论坛里面讲普锐斯电机的那个例子，我照着那个例子做了一遍，可以做出如图1所示的齿槽转矩的计算结果

图1

然后我就根据我所要研究的结构设计关于我这个模型的齿槽转矩计算方法，我要研究的模型的示意图如图2所示

图2

这个模型有两个转子，一个定子。红色区域和蓝色区域分别为内转子和外转子，中间黄色区域是定子，黄色区域之间的绿色区域以及内转子与定子间、外转子与定子间的绿色区域都为空气气隙（真空）部分。我在进行分析的时候建立了一个内层band包裹内转子，建立了一个外层band包裹外转子。因为我看到教程上面说齿槽转矩的计算需要对网格划分细致所以我就分别在内层band和外层band附近又各建立了两层band，以便划分网格的时候更细致一些。在网格划分的时候长度都是2mm。运动设置部分我给内层band和外层band转速分别设置成1deg_per_sec和-1deg_per_sec（因为内转子和外转子旋转方向相反，而且内转子和外转子转速有一个固定比值）。上面描述的这些大概是我仿真过程中的主要部分。但是当我进行计算并查看后处理结果的时候得出的如图3和图4的结果（图3是内转子的齿槽转矩，图4是外转子的）

图3

图4

我认为结果是错误的，但是针对我这个模型进行的仿真设置过程都是根据我之前学的教程上我自己改编来的，您能帮忙指点一下我在哪里出错了吗？
第二个问题是，之前看的计算齿槽转矩的文章，他们的结果大多横坐标是角度，而我根据教程做法做的结果横坐标都是时间，请问这个设置可以修改吗？
希望前辈有时间帮忙看看，谢谢！

Edwin_Sun

kimi_b 发表于 2013-7-11 14:23
前辈您好，我最近一直在学习齿槽转矩的计算方法，整理了几个问题想向您请教一下。我主要参考的就是论坛里 ...

1deg_per_sec转速太低了，你1s才转1deg，才几个ms能转多少？速度可以设置的高一些，没关系的；然后你再算一下你cogging torque的周期，根据这个来设置仿真时间

kimi_b

Edwin_Sun 发表于 2013-7-11 15:25
1deg_per_sec转速太低了，你1s才转1deg，才几个ms能转多少？速度可以设置的高一些，没关系的；然后你再算 ...

我试试看，谢谢！

飞飞猪

学习了！！！

zhaoranjun

kimi_b 发表于 2013-7-11 16:03
我试试看，谢谢！

Edwin_Sun说的有道理，你转子速度1秒1度，50ms才转3分，所以转矩才36.10波动至35.90，基本体现不出齿槽转矩这个现象。

kimi_b

zhaoranjun 发表于 2013-7-11 22:10
Edwin_Sun说的有道理，你转子速度1秒1度，50ms才转3分，所以转矩才36.10波动至35.90，基本体现不出齿槽转 ...

那么前辈，我除了那个转速设置有问题，其他的设置还有问题吗？如果其他设置没问题的话，那么前辈，关于齿槽转矩的计算是不是可以总结为：在转子和定子之间气隙附近建立多层band，然后网格划分的长度选择适当长度，这样可以保证在最后的网格划分时减小误差从而计算结果更加准确；同时，根据分析模型特点选择合适的仿真时间与步长，在运动选项设置时，那个转速不一定非要是1deg_per_sec(关于这里想问一下前辈，该速度的设置有什么额外需要注意的地方吗？)，适合就好。
还有，关于后处理出图那里的横坐标问题，是不是把已知的仿真时间通过计算转化成角度即可？
谢谢前辈！

zhaoranjun

kimi_b 发表于 2013-7-12 09:09
那么前辈，我除了那个转速设置有问题，其他的设置还有问题吗？如果其他设置没问题的话，那么前辈，关于齿 ...

    永磁电机的齿槽转矩往往是指电机绕组在不通电的情况下，永磁体与铁心(即电枢齿)之间的相互作用力切向分量波动引起。因为转子相对定子运动时，在永磁体极弧下的部分电枢齿与永磁体之间磁导率几乎不变，所以这附近的磁场也基本不变，但是永磁体两侧的间隙处的一个或多个齿的一小段区间，磁导率变化大，转动时引起磁场储能变化，进而产生了齿槽转矩。从储能角度计算时，齿槽转矩相当于磁场储能对位置角度的负导数，符号很容易理解，楞次定律中铁磁系统将向阻碍磁场变化的方向运动。

    因此，在设计永磁电机时，很有必要削弱齿槽转矩。一般可在三方面下手，永磁极，电枢，二者间配合。对于永磁体极，可改变磁极弧度或不等厚度，磁体周向倾斜，轴向分段磁体周向依次错开，使得电枢齿在经过磁极间隙处磁导率变化不至于过大。电枢可适度偏心，或改善槽口处磁导率分布，尽量使用闭口槽，半闭口槽，对于不得不开口槽，尽量减少槽口宽，减弱此处磁导率变化，电枢也可以开辅助槽。对于两者配合，主要是基于永磁极下的电枢槽数选择，尽量改善永磁极间的电枢齿的数量和齿宽，改善磁密与磁导率突变。

    正由于齿槽转矩是周期性的，所以变化周期就取决于永磁极的极数和电枢槽数，这个周期数，应该是电机极数除以最大公约数(电枢槽数与极数)。例如12极的永磁电机，电枢18槽，那么最大公约数为6,则齿槽转矩的周期数为2,即电枢旋转一个齿距所经历两个周期的齿槽转矩脉动。齿槽转矩的周期数越多，每个周期下齿槽转矩的幅值就越小。所以要计算转过一个齿距所需的角度是多少，然后根据电枢的转速，就可以计算出加载时每秒应该转动的角度，这样就可以求出齿槽转矩的变化周期内的转矩脉动曲线，所以齿槽转矩曲线的横坐标最好转化为单位齿据，即0,0.2,0.4,0.6,0.8,1       1即是一个齿距。

kimi_b

zhaoranjun 发表于 2013-7-12 11:49
永磁电机的齿槽转矩往往是指电机绕组在不通电的情况下，永磁体与铁心(即电枢齿)之间的相互作用力切向 ...

多谢前辈这么耐心的解答！您说我之前自己总结的关于用ansoft计算齿槽转矩的方法对吗？

zhaoranjun

kimi_b 发表于 2013-7-12 16:54
多谢前辈这么耐心的解答！您说我之前自己总结的关于用ansoft计算齿槽转矩的方法对吗？

可以计算 一般齿槽转矩有 两种思路 一种静态场多个角度扫描，第二个就在瞬态场，用一气包包住旋转体。前者每次都要随转角不同整体自适应剖分网格，因此剖分非常细。第二种则需要剖分精度低些，每次只旋转气包中已剖好的网格，你使用的是第二种，我建议你将网格精度在提高点，毕竟你是两个旋转体。

kimi_b

zhaoranjun 发表于 2013-7-12 19:17
可以计算 一般齿槽转矩有 两种思路 一种静态场多个角度扫描，第二个就在瞬态场，用一气包包住旋转体。前 ...

谢谢前辈指点!还有您之前给我讲的齿槽转矩知识我也要消化消化，真的很有用，十分感谢！

kimi_b

zhaoranjun 发表于 2013-7-12 19:17
可以计算 一般齿槽转矩有 两种思路 一种静态场多个角度扫描，第二个就在瞬态场，用一气包包住旋转体。前 ...

前辈您好！这几天我又修改了一下网格剖分精度计算了几遍，但是还是出现了一些问题，想跟您请教一下。
图1和图2是我之前做的，网格剖分时长度设定为2mm，图1是内转子的齿槽转矩，图2是外转子的齿槽转矩。

图1

图2

然后我又像您之前说的，把网格剖分的又细致了一些，设定成1mm，又计算了一遍，图3是内转子的齿槽转矩，图4是外转子的齿槽转矩

图3

图4

其他的设置都没变，用的都是同一个模型，而且这个模型是我根据之前读的论文建立的，但是不论哪种网格剖分方法为什么计算的内外转子齿槽转矩都那么大呢？我认为这个根据论文所建立的模型应该不会有问题，是不是我在仿真设置过程中出现了错误？希望前辈能帮忙解答一下，多谢！

kimi_b

zhaoranjun 发表于 2013-7-12 19:17
可以计算 一般齿槽转矩有 两种思路 一种静态场多个角度扫描，第二个就在瞬态场，用一气包包住旋转体。前 ...

对了，前辈，我建立的是四分之一模型，但是我要计算的这个模型有两个转子，内转子有4个磁极对，外转子有17个磁极对，然后定子槽有21个，是不是就不能用四分之一模型了？

zhaoranjun

kimi_b 发表于 2013-7-14 14:41
对了，前辈，我建立的是四分之一模型，但是我要计算的这个模型有两个转子，内转子有4个磁极对，外转子有1 ...

哈尔滨啤酒节开始，和兄弟们去happy去了，不好意思才看到你的留言，

建模使用四分之一倒是无所谓，如果模型不是很大，建议使用全域了。

剖分加细只能提高计算精度，并不会改变范围,只是提高曲线平滑。

如果你是严格按照那个例子 倒是不会有什么大问题

齿槽转矩数值是比较的小的 但这是相对电机大小而言 请和额定转矩做个比较看占的百分数是多少

当然 如果计算过程没错误 那么下一步研究就是抑制齿槽转矩 以改善电机的性能

我这里有一篇以前关注槽配合下载齿槽转矩的文章，里面齿槽转矩大小为30NM多，经优化后减少至10NM

采用分数槽绕组降低永磁同步电机齿槽转矩的研究_郭淑英.pdf (607.72 KB, 下载次数: 89)

2013-7-14 22:36 上传

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手里刚好还有几篇齿槽转矩这方面的文章，你可以参考看看：
基于分块永磁磁极的永磁电机齿槽转矩削弱方法_杨玉波.pdf (1.09 MB, 下载次数: 86)

2013-7-14 22:54 上传

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基于有限元法分析定转子铁心能量变化对于齿槽转矩的影响_沈风顺.pdf (647.72 KB, 下载次数: 70)

2013-7-14 22:55 上传

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电枢槽口宽度对内置式永磁同步电机齿槽转矩的影响_杨玉波.pdf (722.03 KB, 下载次数: 76)

2013-7-14 22:58 上传

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基于重复单元削弱永磁风力发电机齿槽转矩_刘婷.pdf (1002.25 KB, 下载次数: 55)

2013-7-14 22:58 上传

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极弧系数与极槽配合对直驱永磁同步发电机齿槽转矩的影响_宋洪珠.pdf (556.85 KB, 下载次数: 85)

2013-7-14 22:59 上传

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永磁电机齿槽转矩的研究分析_邓秋玲.pdf (566.37 KB, 下载次数: 78)

2013-7-14 22:59 上传

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酒 喝得有点多头痛，但我依然有一个疑问？这个电机定子励磁是多少极？
由电机的统一理论可知，一个电机产生稳定的电磁转矩需要两个基本原则：
第一个就是定转子极数相等；第二个频率约束，即定转子旋转磁场相对静止。
这个电机内外转子若极数不一致，那定子极数是否只和其中的一个转子极数相等，
如果这样复合下来电机则不能产生稳定的电磁转矩，这个问题其实很严重。

kimi_b

zhaoranjun 发表于 2013-7-14 22:46
哈尔滨啤酒节开始，和兄弟们去happy去了，不好意思才看到你的留言，

建模使用四分之一倒是无所谓， ...

哈尔滨好地方啊，至少比长沙现在凉快啊！真怀疑当初我怎么选了这个地方来读大学...{:soso_e113:}
真的非常感谢前辈能抽出时间给我解答问题而且还给了那么多相关资料！{:soso_e183:}
其实我现在正研究的这个结构是从永磁电机那发展过来的，看到论文上都叫它“磁场调制式永磁齿轮”。一个内转子一个外转子，中间还有个定子，定子起到调制磁场的作用，而不是像电机那样有线圈。转矩从内转子输入从外转子输出。就拿我现在分析的这个模型来说吧，内转子有4个磁极对，外转子17个，这样就可以获得一个固定的传动比，17/4，起到磁场调制作用的定子中槽数是内转子磁极对加上外转子磁极对数。这篇文章介绍的就是这种永磁齿轮。
磁场调制式永磁齿轮结构参数与转矩关系.pdf (950.51 KB, 下载次数: 55)

2013-7-15 10:35 上传

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因为我这个模型参数是我从相关论文上来的，而论文上给的永磁齿轮内外转子额定转矩的图形如图1和图2所示，图1是内转子的，图2是外转子的。

图1

图2

然后我就用我计算出来的齿槽转矩结果跟上述的额定转矩相比，发现这个齿槽转矩计算结果过大，因为您说过要看齿槽转矩占额定转矩的百分比，所以我这个计算结果有问题。
我检查了一遍我仿真分析过程中的设置，每个转子外面都建立了多层band，运动设置的时候速度都是1_deg_per_sec，我感觉设置上应该问题不大，所以想问问您，您说还有没有其他问题造成我计算的齿槽转矩过大？希望前辈您有空能给指导指导，多谢！
我准备建立一个全模型再试试看。

zhaoranjun

kimi_b 发表于 2013-7-15 10:53
哈尔滨好地方啊，至少比长沙现在凉快啊！真怀疑当初我怎么选了这个地方来读大学...
真的 ...

我发现你计算的齿槽转矩数值怎么和他的转矩曲线一样那

kimi_b

zhaoranjun 发表于 2013-7-15 18:48
我发现你计算的齿槽转矩数值怎么和他的转矩曲线一样那

是这么回事，我也非常奇怪怎么会出现这种结果...