永磁同步分数槽集中绕组电机 大电流下的转矩计算

pengchangjun

分数槽集中绕组 例如极槽配合9槽8极，24槽22极等单元电机极数很多时，加电流负载分析，采用时步有限元进行仿真，得到感应电动势、电流曲线、及二者夹角，进行基波分析，E1*I1*cosfai即可计算出通过气隙传递的基波电磁功率，从而得到基波电磁转矩T1、以及基波电感。 同时在时步有限元进行仿真时可以输出电磁转矩曲线，求平均值即可得到平均转矩T2。

经大量计算，在电流较小时，上述电磁转矩T1与T2基本相同，在大电流下，T2比T1小10%。 这样在利用电感、磁链计算的电磁转矩T1 就会比实际的电磁转矩T2 大10%，导致转矩无法准确计算。请问，各位有没有在电机设计中遇到过类似问题，怎么处理，请大家谈谈！

squall0629

是个好问题，期待高手回答

hhzai

不知道你的问题解决没有，说一下我的理解。
首先：在ansoft中，转矩的计算是功能原理，而反电势是磁链求导（别的有限元仿真软件应该也一样吧，没有过）
其次：公式T=E*I*cos(phi)/w，成立的条件是电机稳态运行，忽略磁滞损耗和涡流损耗，在软件仿真过程中一般也不设定铁耗，故公式应该成立；问题是公式中的E应该是什么，是负载下的E还是气隙合成磁场下的E？；二者应该差一个漏磁引起的Esigma，有限元计算的应该是负载下的E，考虑Esigma的，这样的话就把电枢反应考虑进去了
最后：结果与分析比较，楼主的大量计算结果表明：在电流小时，基本重合，而电流大时，误差变大。电流越大，电枢反应也越大，漏磁引起的反电势也越大，使结果偏差逐渐变大

结论： 公式成立的条件应该是对线性系统而言的，或者公式中的E利用气隙合成磁场引起的计算更准确一些

oio12321

楼主 好啊谢谢，正好学习下；新人 多关注；

pengchangjun

hhzai 发表于 2014-8-23 10:58
不知道你的问题解决没有，说一下我的理解。
首先：在ansoft中，转矩的计算是功能原理，而反电势是磁链求导 ...

E1是基波负载感应电动势。  E1*I1*cosf   即为基波有功功率分量，除以角速度即为基波电磁转矩，但其计算出的转矩与麦克斯韦张力法求得的转矩不相等。也就是说无法由电感参数来准确计算转矩。
导致：
1）电磁计算时无法得到准确的电感参数。
2）电机控制时，采用电磁计算得到的电感参数算转矩不准确。

不知道有没有遇到分数槽这种问题。除了考虑饱和、交直轴交叉耦合，还需要考虑什么因素？