2015 ANSYS全国电机设计仿真大赛答疑专贴

小追

谭工您好，再向您请教几个问题，关于损耗计算问题！
（1）首先，瞬态场中coreloss是求解的磁性材料的铁磁损耗（磁芯的磁滞损耗和涡流损耗）吗？我看到help中的说明是combines the ohmic losses and hysteresis losses，这个combines是不是就是二者之和的意思？
（2）关于ohmic loss，solid loss和stranded loss的区别。
①hep文档中说Ohmic loss是反映了阻性导体的欧姆损耗，这个损耗我理解就是我们通常说的焦耳定律的I*I*R。但是我给绕组一个交流电流激励，出来的结果是Ohmic loss是0，也就是说这个损耗是计算直流电流产生的损耗对吗？
②solid loss，help中说是代表了2D或3D实体（额，其实是Volume，我也不知道怎么翻译！！）的阻性损耗，是不是说只要一个绕组，设置成solid 型，再给这个绕组材料附上一定电阻率，就会计算出其损耗？如果我给这个solid施加一个交流电流激励，那计算结果是不是就是solid绕组的铜损？
（3）maxwell计算铁心损耗的依据是什么？举个例子，我在给铁氧体材料设置损耗类型的时候选择power ferrite，然后我根据材料的B-P曲线输入数据，给绕组施加正弦交流激励，仿真出来的core loss曲线是一个类似正弦曲线形状，周期和激励相同。但是身边搞电机的朋友说，电机损耗是一个开始时单调递增的且最终趋于稳定恒值的曲线，但是我这个确实个周期变化的曲线。我想知道我这个周期变化合理吗？我的意思是显示出来的coreloss曲线是个求完平均之后的值还是损耗实时曲线？因为根据斯坦梅茨公式，损耗和信号的频率f和工作磁密Bm有关，该公式并没有揭示瞬时损耗，请问maxwell计算实时损耗曲线时是依据什么做的？
问题很繁琐，望谭工有时间能够回答~~附件是我给正弦激励的coreloss曲线

ANSYS

小追，您好！
我是谭工的同事，Martin.
1)        瞬态场中coreloss是求解的磁性材料的铁磁损耗，即磁滞损耗和涡流损耗之和；
2)        ohmic loss，solid loss和stranded loss三者的差异，与你的激励设置方式有关，solid loss有软件对电流密度J积分而来，stranded loss 为I*I*R，R为输入电阻值；
3)        Maxwell计算铁耗依据B-P曲线，应该是在一个平均值上周期波动。你的图片的波动到零值，如果你输入的激励有电流过零点，则铁耗曲线可以如此。

ANSYS

gongchao108 发表于 2015-11-27 23:29
我选择的是永磁无刷模块没错啊，但是我看help中，这个角度相当于永磁同步电机里面的功角，那么问题来了， ...

Maxwell的初始位置角度计算依据是：绕组A相轴线和磁钢N极轴线对齐。

cuixiupeng2521

使用ansys workbench做热分析，当计算流固耦合时需要将数据从fluent导入到static thermal，但是在导入过程中会出现数据的偏差（见下图），

01

上图中cfd给出的总热通量18kw而导入static thermal后热通量变为21kw，请问老师该如何解决或者减小二者之间的偏差。

gongchao108

ANSYS 发表于 2015-11-30 12:24
Maxwell的初始位置角度计算依据是：绕组A相轴线和磁钢N极轴线对齐。

如果是没有弄错，即使是对齐那样也是不对的。

实际实验中，无刷控制方案在转速、电流增大之后，需要一定的超前角才能让电机转动的平稳，达到自己的预计值，但是实际中需要的超前角大概就15电角度（7000rpm/130A),而rmxprt中一般要到50电角度，这与实际相符吗？

ANSYS

gongchao108 发表于 2015-12-1 12:49
如果是没有弄错，即使是对齐那样也是不对的。

实际实验中，无刷控制方案在转速、电流增大之后，需要一 ...

BLDC电机控制时，设置超前角度的目的有2个：1）弱磁调速，2）消除部分电感作用使得电流更平滑，有利于换相，从而使电机转动更平稳。7000RPM转速下，也不会到达50°，而且这个值是输入设置，你是怎么得到的？

ANSYS

drarcherxm 发表于 2015-11-27 14:57
老师，我试过去掉AC，这样结果就正常了，但一加上就会报错，会是什么问题呢？

把2D 网格 initial setting 改为Classic mesh。

S_Z

谭工您好，当采用UDO对一台永磁同步电动机进行后处理是 ，发现UDO计算出的q轴电压  ，与利用公式来核算Uq=E0+ω*Ld*Id+Iq*R1 来核算的值存在偏差非常巨大  ，我怀疑问题出现在UDO只是做了电压的32变换，而没有考虑永磁磁场的影响造成的  ，不知您怎么看这个问题，非常感谢您的回答！谢谢！

ANSYS

S_Z 发表于 2015-12-1 23:48
谭工您好，当采用UDO对一台永磁同步电动机进行后处理是 ，发现UDO计算出的q轴电压  ，与利用公式来核算Uq=E ...

请查看UDO和Toolkit的help文档，里面写的很详细。
Electric Machines Design Toolkit.pdf

ANSYS

gongchao108 发表于 2015-11-27 23:29
我选择的是永磁无刷模块没错啊，但是我看help中，这个角度相当于永磁同步电机里面的功角，那么问题来了， ...

请参考数据《Ansoft_12在工程电磁场中的应用(中文版)》第5章内容，如何使用角度控制换相。

S_Z

ANSYS 发表于 2015-12-2 00:17
请查看UDO和Toolkit的help文档，里面写的很详细。
Electric Machines Design Toolkit.pdf

非常感谢您的回答 ，谢谢！

《Electric Machines Design Toolkit》 2014和2015的两本help我都看过， 提到的这个Uq的问题，如下图所示，显然是对三相电压做派克变换得到的Uq  ，而三相电压是通过图3的这个公式得到的  ，个人觉得症结就出在这么做 ，UDO靠没考虑E0 即永磁体对q轴电压的影响  ，我觉得如论怎样 ，Uq=E0+ω*Ld*Id+Iq*R1这个公式是否在这里适用呢，若适用，为什么用UDO计算出的Ld，Iq，以及自己解一个空载磁场，算出E0来，用这个公式与UDO直接输出的Uq核不上（且相差非常大！） ，若不适用，是为什么？

图2

图3

再次感谢您的耐心解答！

yayay2010

请教电感问题：如何得到相电感？瞬态场的自感加上互感是相电感么？

小追

ANSYS 发表于 2015-11-30 12:11
小追，您好！
我是谭工的同事，Martin.
1)        瞬态场中coreloss是求解的磁性材料的铁磁损耗，即磁滞损耗和涡 ...

Martin，您好！
非常感谢您的回答。我还有几个不解望您给予指导：
（1）对于绕组，给一个截面通入周期**流电流激励，那么铜损（包括直流电阻损耗和交流电阻损耗）是对应的哪个loss，是ohmic loss？solid loss？还是stranded loss？
（2）您说maxwell计算损耗是依据B-P曲线，那是不是意味着同一种材料，在同频同幅值但是形状不同的电流激励下算出来的coreloss损耗值是一样的呢？

cuixiupeng2521

变压器在计算涡流损耗时，怎样拷贝电流激励。如下图：

图中上下两个选中为1匝（两并1匝），加一个总电流，但是由于匝数很多 我想设置一个后 拷贝到其他所有匝上，请问在ansoft中怎样实现？

S_Z

请问谭工  ，在Maxwell circuit Editor中 ，使用ECE3_Model 和 ECER_Model 模块 来在simplorer中实现ECE功能  ，我知道是可以适用于永磁同步电机的  ，请问是否适合 电励磁同步电机  ，就是转子需要通电来建立磁场而不是永磁的。
我担心的是  ，我转子励磁电流变化后 ，磁链也相应变化了  ，ECE3_Model 和 ECER_Model 模块能否考虑这一点？
非常感谢！

吉尔博托

谭工，您好。我想咨询一下能否利用负载情况下材料磁导率去仿真空载是电机的齿槽转钜和空载反电势呢？因为由于饱和和负载的影响，电机的齿槽转钜周期和幅值会发生变化！

zhangxx49

涡流损耗计算的时候采用Skindepth剖分后不知道为什么 总是仿不起来，出现某个点(独立的点）剖分出问题，求解答。

drarcherxm

ANSYS 发表于 2015-12-1 23:43
把2D 网格 initial setting 改为Classic mesh。

是classic mesh啊。

zhangxx49

电机在不勾选set effect的时候是可以顺利计算的（采用Skindepth剖分），原因始终没搞清楚。

ANSYS

drarcherxm 发表于 2015-12-4 13:51
是classic mesh啊。

重点检查你的外电路下AC的使用。在输出外电路netlist之前，先运行检查命令： schematic\ Electric Rule Check. 提示No Error后再输出Netlist.