关于永磁同步电机空载反电势谐波分析的正确性和有效性

kelly0602

    背景：前段时间做高速永磁同步电机的仿真研究，有一部分优化工作是尽可能使得电机的空载反电势波形正弦化，这里我引入了波形畸变率（THD）作为分析指标，在计算THD时，我取出仿真得到的一相空载反电势进行谐波分析，取1、3、5、7、9、11、13次谐波进行THD的计算。
   问题：今天做另外的电机突然想起，一般交流电机为了避免环流采用星型连接，这种连接会消除3以及3的倍数的谐波，这也就是说我取出的一相虽然存在3以及3的倍数次谐波，但是在实际中由于电压三相，这种次数的谐波是不存在的，于是我怀疑我自己以前针对相反电势进行THD分析是错误的，不科学的，于是翻看一些计算电机反电势波形畸变率文献，发现有一些就是针对相反电势进行谐波分析计算的，所以我又在怀疑了，到底用相空载反电势进行谐波分析有没有意义呢？是需要查看所有的奇次谐波还是查看除了3和3的倍数的奇次谐波呢？我优化电机结构，对比结果THD应该取哪些值进行计算呢？希望明白的人指点一下，迷糊了一天这个问题。

kelly0602

是帖子发错地方了么？

tjin

如果取线电压呢？

kelly0602

tjin 发表于 2014-6-7 13:39
如果取线电压呢？

取线电压是正确的，但是我看到一些文章是按照相电压计算的THD，多以感觉分析相电压也有一定意义么？或者说论文的作者跟我做毕业设计时候一样美反应过来这个问题。我自己做了一个仿真，见Ansoft中的三相电压值做FFT和将线电压做FFT，3次谐波大大减小，但是6次没有。

tjin

我做水轮发电机的THF和THD都是线电压，标准里也是线电压

kelly0602

tjin 发表于 2014-6-9 20:06
我做水轮发电机的THF和THD都是线电压，标准里也是线电压

好的，谢谢您的回答，应该是线电压的。

xianquan2009

相空载反电势进行谐波分析有没有意义呢？
当然有意义啊，相电流是绕组内部的电流，如果有3次谐波，那相电流中还是会有，只是线电流被抵消了。
但我同样有个问题想请教，空载反电动势越正弦就越好吗？为什么我发现反电势好的电机跟反动势差的电机在实际运转中并没有表现明显的优势呢？

kelly0602

xianquan2009 发表于 2014-7-31 18:42
相空载反电势进行谐波分析有没有意义呢？
当然有意义啊，相电流是绕组内部的电流，如果有3次谐波，那相电 ...

虽然相反电势反映了3次谐波，但是在三相电机中是被抵消的，也就是说分析相反电势不如分析线反电势更加接近实际。另外，永磁同步电机肯定是反电势波形正弦型越高越好，这个主要是对电机损耗有影响，正弦型不好的电机相当于谐波比较多，高次谐波会带来较大的损耗，电机的温升肯定就会高，效率会低。不对之处请批评指正。

风☆清扬

kelly0602 发表于 2014-8-1 11:19
虽然相反电势反映了3次谐波，但是在三相电机中是被抵消的，也就是说分析相反电势不如分析线反电势更加接 ...

说的非常好，继续加油哈

zengxiaodong

xianquan2009 发表于 2014-7-31 18:42
相空载反电势进行谐波分析有没有意义呢？
当然有意义啊，相电流是绕组内部的电流，如果有3次谐波，那相电 ...

看看下面这个帖子就全明白了{:soso_e189:}

http://bbs.simol.cn/thread-11345-4-1.html

yuexu282

好好看下 最近在研究这个东西

风☆清扬

kelly0602 发表于 2014-7-31 16:11
好的，谢谢您的回答，应该是线电压的。

请问，ansoft中怎么查看线电压呢，对线电压进行FFT,我在results中只能看到相电压

风☆清扬

想问下楼主，为什么我用傅里叶分解出来的还有偶次谐波呢，就是2,3,4,5,6,7,8,9,...都有，你的是只有奇次谐波还是你计算的时候忽略了偶次谐波

kelly0602

风☆清扬 发表于 2015-10-21 14:19
请问，ansoft中怎么查看线电压呢，对线电压进行FFT,我在results中只能看到相电压

{:soso_e110:} ，你可以把数据导出来自己计算线电压啊，后处理一些东西还是excel来的顺手和方便啊

kelly0602

风☆清扬 发表于 2015-1-16 09:20
说的非常好，继续加油哈

补充：另外谐波较大也会引起震动噪声的问题。

风☆清扬

kelly0602 发表于 2015-10-23 14:04
补充：另外谐波较大也会引起震动噪声的问题。

谢谢楼主回答，那楼主计算的时候为什么只取奇次谐波，我用matlab程序分析的偶次谐波也有，而且很大的，

limu

风☆清扬 发表于 2015-10-23 14:52
谢谢楼主回答，那楼主计算的时候为什么只取奇次谐波，我用matlab程序分析的偶次谐波也有，而且很大的，

应该是FFt的问题，做fft时周期取得不合适做出来的就会有偶次谐波。 maxwell的fft感觉不太好。 你可以试试origin

TMACming513

通电后没有三次波并不代表三次波的磁场不存在，照样会堵磁路，引起问题的

Reluktanz_xu

除了性能外，NVH也是为什么要优化反向电动势谐波的主要原因，力矩波动，齿槽扭矩等都和反向电动势波形有关。

xuge199102

一般都是分析永磁电机的线反电势谐波，分析的时候需要提取一个完整周期的曲线数据，最好是导出来用外部FFT程序做分解，得到各次谐波含量赋值及占比。但，相反电势谐波的分析也有它的意义，虽然星形连接后先反电势三次及三的倍数次谐波会互相抵消，但三次谐波在相反电势谐波中真实存在，值太大的话，虽互相抵消，但从能量角度看，抵消这个动作也会浪费能量。另外，其实反电势波形不一定一点谐波都没有为最佳，因为一你不可能优化出一个完全正弦的波形出来，二既然无法得到完美的正弦波，那么有时其中的某些谐波会互相影响，而有些影响是由积极意义的。