内置式永磁同步电机弱磁特性仿真计算

vMars0324

小木 发表于 2015-3-26 08:34
计算反电势，齿槽转矩我觉得用Maxwell 2D 很容易解决，但是如果涉及到负载转矩的求解，不知道斜槽在2D场 ...

在2D中计算斜槽影响
1、首先要计算出最佳斜槽角度，这个很多书和论文上都有公式，这里就不多数了；
2、然后在计算时参数化band起始位置，例如：如果是连续斜槽(相对分段斜槽)，则计算出i个起始位置；
3、将所计算的i个起始位置的BEMF或者其他参数提取出来，在excel中叠加，然后平均i，就可以得到斜槽下的BEMF。。。

自己操作一遍就清楚了

binstar137

楼主在吗，12楼的模型无不开，指定内存不能为read，楼主用的是哪个版本，能重新上传一个吗

binstar137

另外，想请教一下楼主，弱磁区域的仿真是如何实现的？仅仅用maxwell不知道该如何仿真，楼主是怎样做的，是用simlporer和maxwell联合仿真的吗

fangshu

支持一个，不错。。

vMars0324

binstar137 发表于 2015-3-30 20:17
楼主在吗，12楼的模型无不开，指定内存不能为read，楼主用的是哪个版本，能重新上传一个吗

我用的是14.0的，应该是版本的问题，你换个高版试试

vMars0324

binstar137 发表于 2015-3-30 20:40
另外，想请教一下楼主，弱磁区域的仿真是如何实现的？仅仅用maxwell不知道该如何仿真，楼主是怎样做的，是 ...

没用过simplorer，我是用anosft就是出需要的磁链、转矩，结合弱磁理论和永磁电机电压方程，采用matlab编程计算的。

目前能自动给出弱磁计算结果的软件，据我所知只有motorsolve，当然ansoft 16也有，但需要脚本文件，这个脚本文件ansoft供应商有。前提是要买他的软件了。

binstar137

vMars0324 发表于 2015-3-31 16:37
没用过simplorer，我是用anosft就是出需要的磁链、转矩，结合弱磁理论和永磁电机电压方程，采用matlab编 ...

matlab程序能不能共享下，跪谢{:soso_e154:} ，我就是做论文看看，不会用到别的地方

binstar137

vMars0324 发表于 2015-3-31 16:05
我用的是14.0的，应该是版本的问题，你换个高版试试

我用了14和16的试了，都打不开

leosnow

感谢楼主分享。很有用

小木

楼主你好，我看你的电感计算方法是磁链除以电流，我看maxwell可以直接求解电感矩阵，直接求解电感矩阵是否可以，比如求解Ldq（id，iq），然后进行坐标变换求取Ld，Lq。

S_Z

首先，感谢vMars0324 兄的分享，谢谢！
本人对弱磁条件下，电流、电压、功率的约束（或者叫限制）有一些疑惑，不知您是否方便说一下？

根据王艾萌博士在《新能源汽车新型电机的设计及弱磁控制》中的论述，电机在转速过了基频以后，进入第一类弱磁区，这时电压是最大电压，电流为最大电流，但功率并不是恒定的，而是有所下降。

而实际电机在用户提的牵引特性曲线中，是要求在此弱磁区，功率为恒定的。此时电压为最大电压，但电流并不是最大电流。

使用maxwell进行特性计算时，这就涉及到一个工作点确定的问题 。

若依据王博士的说法，  以电流和电压为约束条件，我只要给定电流激励，电流幅值为电流最大值， 参数化转矩角（电流与E0夹角），看的输出电压，直到输出的电压为最大电压，就可以确定工作点了。
而若以功率恒定和电压为约束条件，就要以电压为激励，电压幅值为电压最大值，参数化功角（电流与E0夹角），看输出功率，直到输出的功率为牵引特性要求的恒功率，且此时电流没有超过最大电流，就认为测时即为工作点了。


查阅了大量论文，都是以王博士的说法来约束的，但实际在工作中，又是按功率约束来确定的工作点。这让我很困惑，实际的工况到底是怎么样的呢？

还请您能说说，非常感谢！

vMars0324

S_Z 发表于 2015-4-14 16:50
首先，感谢vMars0324 兄的分享，谢谢！
本人对弱磁条件下，电流、电压、功率的约束（或者叫限制）有一些疑 ...

关于弱磁计算的研究深度王博士研究比我深入很多了。这篇文章说呈现的其实已经有多位大牛做过研究。我只是重复了下工作，主要是在重复工作中
学习方法。

1、关于弱磁深度，分为三个区域，实际应用中一般只用前两个区域。所谓恒功率区域，在文献中较多提及为功率不变，但根据我自己计算的一些电机来看
，这个区域其实往往比较小，是理想的平行线，因为电机随转速上升，铁损、风磨损都会增加，除非在控制过程中能够实时加入这些损耗数据，否则功率曲线
不可避免下降；

2、关于工作点的问题，你所提的两种方法我个人认为存在一些问题，首先maxwell说计算出来的端电压只是E0、DQ电感、漏感压降的矢量和，并不包含电阻压降，
这个你可以看看同步电机矢量图就行了，如果电阻非常小，那还可以近似等于电机端电压，否则就存在误差了。

弱磁研究是永磁同步电机里比较深奥的问题，这点我也只是在学习，不能100%确定我的观点，论坛里大虾很多，欢迎相互学习探讨~

vMars0324

小木 发表于 2015-4-13 20:11
楼主你好，我看你的电感计算方法是磁链除以电流，我看maxwell可以直接求解电感矩阵，直接求解电感矩阵是否 ...

我没在maxwell里面转换，直接求解是可以的，但我没尝试，并且貌似只能在静磁场中做。

小木

vMars0324 发表于 2015-4-15 16:28
我没在maxwell里面转换，直接求解是可以的，但我没尝试，并且貌似只能在静磁场中做。

我尝试让转速设置为0，也能做电感矩阵计算。

vMars0324

小木 发表于 2015-4-15 20:55
我尝试让转速设置为0，也能做电感矩阵计算。

这样你算出来的只是一个位置的电感，实际上电感会随转子位置变化的。可以在静磁场中参数化转子位置，等效于瞬态场。

S_Z

vMars0324 发表于 2015-4-15 16:26
关于弱磁计算的研究深度王博士研究比我深入很多了。这篇文章说呈现的其实已经有多位大牛做过研究。我只是 ...

首先，感谢vMars0324 兄的耐心解答！谢谢！

关于我说的约束条件的问题，其实核心问题是在第一类弱磁区，电流是不是恒定的？  是不是一直都是电流最大限度值。


若电流是恒定的，功率自然不可能是恒定的，会由于损耗和功率因数的原因，随着转速下降。


我说一下一般我在工作中接触的设计流程，  一般用户会给牵引特性曲线边，在基频率以上，给定的是一个恒定的功率，以及母线的最大电压在计算的时候，根据这个功率和电压为约束，计算在整个弱磁区的牵引特性曲线，并看这个特性区间的电流最大值是多少，结合恒转矩区的电流，确定需要的最大电流时多少，然后回馈给用户，来确定变流器管子的电流和选型。

所以显然是以功率和电压作为约束的，而电流仅是一个计算值，而我很疑惑的，为什么大量文献中，都是认为此弱磁区，工作点在电流圆边界上 ，而实际以恒功率为约束，工作点显然是不可能在电流圆边界上 ，这才符合实际的情况。


至于您说到的maxwell忽略了电阻的问题，在以电流为激励的方法中， 端部电压时很容易求得的  ，  在后处理做个表达式即可   u（t）=d（fai）/dt+Le*d（i）/dt+R*i（t）   ，这个不是问题，也考虑了maxwell 2d中忽略的端部电感和相电阻。

个人的一点愚见，还请您指导！非常感谢！

vMars0324

S_Z 发表于 2015-4-16 09:34
首先，感谢vMars0324 兄的耐心解答！谢谢！

关于我说的约束条件的问题，其实核心问题是在第一类弱磁区 ...

你的这个说法毫无疑问也是有道理的。
但我也有些疑惑，首先极限电流你是根据功率、电压约束算出来的。
1、实际上，在设计阶段这个极限电流应该是根据退磁、热负荷，还有考虑电机功率算出来的；
2、确定变流器管子的电流和选型应该根据功率和电压等级就可以的，也不是需要先计算出电流的；
3、在实际电机系统测试时，一般采用转速闭环，调压测试，所以可以理解为电压约束没问题，但在设计时如果第一区域采用电压和功率约束，我没法理解，可能会出现某个电压下电流已经超出退磁电流、或热负荷极限，实际上和理论也是不通的。
4、一般来说，当电机确定好所设计的功率和工作电压后，驱动已经能够设计相应的硬件了。

以上我对你的问题的理解或许不全面，但我个人认为在理论和实践之间，应该用已经成熟的理论指导实践，并在实践中去理解理论是学习的最佳路径。
如果深刻理解了书本理论，在实践中发现不符合那就有机会成为超级大牛了~

这只是我个人的一点点看法。欢迎交流看法，相互学习~

最后建议可以向驱动开发的朋友学习下弱磁方面理论，了解从电机控制者如何看待弱磁，也有助于对这个问题更全面深入的理解

hrboy

真心有用，谢谢楼主

端木0118

vMars0324 发表于 2015-3-15 18:09
继续说明，计算弱磁性能实际上是分析T-N曲线，这里考虑了电阻压降，但未考虑到铁耗(计算量太大，不足之处， ...

能否上传下matlab程序

928705312

楼主Ψd和Ψq如何仿真得到？瞬态仿真吗？如果加电流的话，电机就处于负载状态了