设计永磁电机时考虑控制策略问题吗？

电机小学生

还想再说说一个定义的改变：
“过载倍数”
传统的定频同步电机，会有一个过载倍数，或者叫失步转矩倍数的参数。个人觉得 在采用了矢量控制的永磁同步电机中  ，并不会存在失步这个工况，这个概念也看可以认为失效或者需要重新定义了。
一台采用了矢量控制的永磁同步电机的最大转矩，是由最大电流限制圆和最大电压限制椭圆决定的  ，那么只要电机运行在这两个圆内的极限点，所能出的转矩就是最大转矩，不知我这么理解，是否正确？
@ e=mc^2 @标准答案  @forlink  @异乡de人

gdjc0507

学习了。。。。。。。

e=mc^2

电机小学生 发表于 2015-1-22 14:02
还想再说说一个定义的改变：
“过载倍数”
传统的定频同步电机，会有一个过载倍数，或者叫失步转矩倍数的 ...

永磁同步电动机在控制的时候基本原则是低速恒转矩，高速恒功率。

电流和电压圆确定的转矩：基频以下最大转矩一样，基频以上最大转矩变小（弱磁电流增加，总电流受限）

过载倍数=最大转矩  /  额定转矩（基频）

给出的最大转矩一般是指基频下的最大转矩。

如果我没理解错误的话，您所指的最大转矩是弱磁后的某频率下最大转矩，它比电机给的最大转矩信息要小。

请指正

电机小学生

e=mc^2 发表于 2015-1-22 14:46
永磁同步电动机在控制的时候基本原则是低速恒转矩，高速恒功率。

电流和电压圆确定的转矩：基频以下最 ...

首先感谢您的回答  。

我想讨论的问题是这样的

（1）  失步转矩倍数的定义

电机学中谈同步电机的最大转矩   ，给出的定义是  ，电机在功角特性的右边，为非稳定工作区 ，那么电机就会失步，所以电机的最大转矩就是在不失步前提下的最大转矩，而对于自控式的变频永磁同步电机 有两方面的内容  1 采用矢量控制，那么相位就是可控的，所以不存在失步这个可能  2 自控式的电机，频率是由转速给定的，所以更不可能失步了  。  所以这个失步工况压根就不可能存在  ，那么这就引出一个问题，在采用了矢量控制后  ，电机又不会失步，那么电机学力定义的失步转矩倍数等同于最大转矩的概念就可以抛弃了，那么最大转矩倍数该如何定义呢？

（2）考虑控制策略后，电机最大转矩倍数

我们就说在基频以下的某一频率  ，譬如我变频器Imax=100A  ,电压Umax=200V   , WE我要输出的转矩是1Nm   ，那么我一计算   ，在I=50A   ,U=130V  ,电机输出的转矩为1Nm （可能是用Id=0 ，也可能是用MTPA控制策略或其他）， 我再以计算 在I=100A   ,U=170V    电机输出转矩为2Nm   ，这时在这个频率点电流已经达到电流最大值了  ，能输出的最大转矩就是2Nm  ，那么最大转矩倍数就是2倍  。

当然，电机本体还有热限制这个事。

希望我叙述清楚了  ，还请大家继续谈论谈论 ，谢谢！

crc

提点不同意见：
1.失步转矩的定义：保持同步转速时能输出的最大转矩，即最大转矩值内，电机能稳定同步运行；最大转矩值之外，电机不能稳定同步运行。
2.我认为即使是采用某些控制策略的永磁电机（包括矢量控制），当你的负载转矩超过电机所能输出的最大转矩，电机会“被降速”，产生失步，直至堵转，此时或电机被烧毁，或控制器报警，断电。
3.常规意义上的永磁电机最大转矩指的是自然条件下（即不包含控制策略的状态），距角特性曲线上的顶点（不包含定子铜耗），此时的电流不是一个优化的电流（幅值和相位），如果采用好的矢量控制算法（或其它控制算法），使其达到同样的最大转矩点时，电流比自然状态下小，那也就意味着继续加大电流到限值，电机能输出的转矩更大。
4.据我所知，一般而言，控制器的输出电流限值会是额定电流的2～3倍（常规设计），且达到3倍以上的话，持续时间会非常短，而电机转矩却因电机有较大热容量而维持在2～3倍以上时间能维持的较长。换句话说，控制器电流超过限值开始报警了，对电机而言可能还能还能继续输出失步转矩的力气。所以这个时候主要是看控制器的输出电流能达到几倍的限制，电机的过载能力相对而言倒不是很重要了。
以上都是自己胡乱琢磨的，如有不对，请论坛大侠予以指正！

张老五

电机小学生 发表于 2015-1-22 14:02
还想再说说一个定义的改变：
“过载倍数”
传统的定频同步电机，会有一个过载倍数，或者叫失步转矩倍数的 ...

“最大转矩“和“过载倍数”的定义并没有矛盾，只是出发点有所不同
再说了，再怎么控制，在某个条件下（指电压和频率），总归有个最大可能输出的转矩的限值的（即使不考虑控制器的电流限制和电机的热限制），当由于某种原因负载转矩超过了这个转矩限值，电机一定会失步的

欧阳庆

CRC和老五说的有道理，如果考虑到控制策略和控制器的能力，就可略化失步转矩能力指标，从而降低电机的成本。

zengxiaodong

在自控同步电机调速系统中，根本就不存在失步转矩之说！

张老五

zengxiaodong 发表于 2015-1-26 19:59
在自控同步电机调速系统中，根本就不存在失步转矩之说！

那曾老师的意思是，有了这个调速系统，就怎么也不会失步？

电机小学生

关于控制策略对电机本体设计的影响以及设计思路的转换
哈工大 吴世华博士 在其博士论文的P17  和
沈工大 徐衍亮博士 在其博士论文的P34  都有所阐述  。

大家若感兴趣  ，可以看看  ，至于最大转矩的问题 ，个人觉得将失步的概念、矢量控制的概念搞清楚了，本不是什么存在异议的问题，不想多说了（请见谅了）。

kt133a

zengxiaodong 发表于 2015-1-26 19:59
在自控同步电机调速系统中，根本就不存在失步转矩之说！

控制器也是有容量的，不能无限制的配合电机提转矩。最后还是会失步！

kt133a

张老五 发表于 2015-1-23 07:33
“最大转矩“和“过载倍数”的定义并没有矛盾，只是出发点有所不同
再说了，再怎么控制，在某个条件下 ...

对。

在某个电压、某个转速下，注入永磁电机的电流有极限。

zengxiaodong

失步跟过电流是完全不同的概念，失步指的是定子磁场和转子磁场不同步旋转，导致波动的转矩但是平均转矩为零！

要透彻理解上述概念，可以用陈伯时《电力拖动自动控制系统》里面关于异步电机变频调速的3种机械特性曲线为例来说明，为什么会出现C曲线呢？只有弄明白这条曲线的实质，才能明白不会失步的原理！

张老五

zengxiaodong 发表于 2015-2-26 18:43
失步跟过电流是完全不同的概念，失步指的是定子磁场和转子磁场不同步旋转，导致波动的转矩但是平均转矩为零 ...

弱弱地问一声，异步电机失步是个神马状态？

zengxiaodong

张老五 发表于 2015-3-15 22:15
弱弱地问一声，异步电机失步是个神马状态？

您不是号称异步电机专家吗？不过异步电机的失步您肯定不知道的，尤其是与同步电机失步的异曲同工之处您肯定是不懂的!

张老五

zengxiaodong 发表于 2015-3-18 07:35
您不是号称异步电机专家吗？不过异步电机的失步您肯定不知道的，尤其是与同步电机失步的异曲同工之处您肯 ...

曾老师您先给个“异步电机失步”的定义出来行不？正式一点的，行业内公认的，可别再像那个17极19极电机那样，就是不肯说内容，吊我胃口。再说了，您要是不来个定义，万一我一下子理解错了，整到同步机去了，那不是辜负了曾老师您的一片苦心？

对了，定义中，想必应该有对“步”的说明吧？

zengxiaodong

张老五 发表于 2015-3-18 08:12
曾老师您先给个“异步电机失步”的定义出来行不？正式一点的，行业内公认的，可别再像那个17极19极电机 ...

异步电机的失步是您首先提出来的，并非是我首先提出来的，因此，其定义不应该由我来给出！

不过既然您那么有创意，我觉得也未尝不可以就此进行讨论，把异步电机和同步电机的相关物理特性做一个深入的对比分析，不过我认为这可能已经超出了您的知识范围！

张老五

zengxiaodong 发表于 2015-3-18 16:24
异步电机的失步是您首先提出来的，并非是我首先提出来的，因此，其定义不应该由我来给出！

不过既然您 ...

曾老师不愧是教过多年电机学的高人，好像教的还是国内最好的学生，据说教的是出国预备班？想必理论水平是远在我之上了。
只是，不知道是我读书太少呢，还是曾老师您言之不详呢，我还是没整明白，既然曾老师您在一个有关失步的话题里拿出来的是异步电机的曲线，难道不是要讲“异步电机失步”而是准备讲同步电机的失步？
为了避免曾老师您一贯的某些行为发生，我还是立此存照比较好

张老五

您不是号称异步电机专家吗？不过异步电机的失步您肯定不知道的，尤其是与同步电机失步的异曲同工之处您肯定是不懂的!
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看了曾老师的这段话，相信任何人都不会理解错误——曾老师您显然是认为异步电机是会失步滴