求助关于有效导体和端部

StevenZhou

看很多资料里说有效导体是在电机槽里面的部分，由此产生一个疑问。这种说法是不是只对那种端部很长的电机（一般是分布式绕组）有效，而对那些集中式绕组的电机，端部也是紧贴定子，它里面的电流应该也大大影响齿里面的磁密吧，那也就会影响气隙里的磁密，从而出力，因此是不是这种情况下端部也应该算是‘有效导体’呢？如果我的这种想法是正确的话，多槽数的集中绕组其中一项优点，所谓‘减少端部铜线’而实现的‘减少端部铜损’是不是应该被质疑的呢？劳烦大神指点迷津，先谢谢了～

wpl1988

个人理解，所谓的“出力”应该是指能够使得定转子之间产生稳定的电磁耦合，也就是能产生稳定或者一定时间维度上恒定的电磁转矩/推力，端部磁场虽然也会对气隙磁场产生影响，但是如果这个影响的贡献是产生脉动电磁转矩/推力，那么端部磁场的这部分贡献任然逃不出“损耗的范畴”
个人定量分析能力现在还比较渣，只能定性的分析，不对的地方欢迎指正

小菜鸟123

个人认为  还是槽里面的是有效导体

StevenZhou

wpl1988 发表于 2015-11-15 18:41
个人理解，所谓的“出力”应该是指能够使得定转子之间产生稳定的电磁耦合，也就是能产生稳定或者一定时间维 ...

我也是这么想的，但没想通如何分析端部产生的磁场跟‘有效导体’产生的磁场有何区别

StevenZhou

我这样想不知道对不对，忽略齿槽的存在，平行于轴的导体产生的磁场在气隙中是切向的，所以会产生力矩，端部的导体产生的磁场在气隙中是轴向（而且上下端部还是抵消的）的，所以不产生（有效）力矩？

wpl1988

StevenZhou 发表于 2015-11-16 00:00
我这样想不知道对不对，忽略齿槽的存在，平行于轴的导体产生的磁场在气隙中是切向的，所以会产生力矩，端部 ...

我个人感觉，这样分析也对也不对。
如果纯去分析电机轴向中间有效的那一部分（可等效为二维场），这样想在数值上应该差别不大（有待建模验证）
但是，对于端部这种三维磁场，若分析其对转矩的贡献情况，是不是应该采用更一般的“电磁力=磁共能/磁能的变化量”这一工具？
若要想得出简单的分析模型恐怕比较困难.....继续思考ing

shangry

端部在铁心外面，磁阻大，根据磁路的欧姆定律，同样的电流，产生的磁通很小。相对在铁心内部的，可以忽略不计。

StevenZhou

shangry 发表于 2015-11-18 11:31
端部在铁心外面，磁阻大，根据磁路的欧姆定律，同样的电流，产生的磁通很小。相对在铁心内部的，可以忽略不 ...

我现在很矛盾，从‘切割磁感线’的思维方式去理解的话，端部的绕组根本不会被任何磁感线切割，理论上不应该产生任何力，连轴向的力也不应该产生。
但是从导体通电流导致气隙产生磁场的角度去考虑，端部虽然磁阻大，仍然是会在气隙产生一定的磁密的，只是作用比较小，所以仍然应该受力。
如果从反电动势的角度去分析通电是否会受力就更奇怪了，假设这样一个直线电机，它的齿顶是1*1的尺寸，齿是1*0.25的尺寸，则通常认为的‘有效导体’应该是1*2=2m长，端部应该是0.25*2=0.5m长。假如我把齿的形状改一下（不改变齿顶的形状和尺寸），变成0.5*0.5，这样在不考虑铁芯饱和的情况下同样匝数得到的BEMF幅值甚至是波形都应该是一样的吧，但是这时‘有效导体’只有1m长，端部也是1m长。

这几种方式去理解到底哪种正确？我的基础比较差，需要看哪方面的书才能对这块得到更正确的理解呢？

StevenZhou

顶一下，怎么木有懂的人指点一下啊。假如铁心磁导率无限大，是不是只需要齿顶的形状大小不变，齿随意怎么变然后绕一样的匝数都会得到一样的BEMF波形呢？如果这样的话很显然会导致所谓的‘有效导体’是不一样的却得到一样的BEMF，这说不通呀。查看100多人了就这么几个回复的吗

StevenZhou

冒着被举报为灌水的风险再顶，求解答8楼的疑问

yxj38709

磁场里放进一块铁， 会把磁力线吸过来，所以端部的导线产生的磁力线也会被芯片吸过去

StevenZhou

我感觉根据‘切割磁感线’的方式去理解应该是不全面的。例如爪极电机或者横向磁通机（其实我感觉这两个是一样的），绕线都是轴向绕的，最终产生的却是切向的扭矩，如果用‘切割磁感线’去理解电机产生力矩的原理的话，这两种电机应该只会产生轴向力。所以我现在认为还是通过E=d(phi)/dt来理解电机产生力矩的实质比较通用。但这样如何解释我在8楼所说的改变齿尺寸时‘有效导体’长度变化但性能实际上不会变的问题呢，我猜测是因为常规上定子都是轴向重复的，不会出现我说的那种情况，才因此定义了‘有效导体’为跟铁芯一样高度的导体。可是如果齿的尺寸是2*1和1*2对比一样的话，又感觉与‘端部磁阻大所以产生的磁通较少’矛盾。还是希望有高人能一语点破。我都仔细翻阅‘交流电机绕组理论这本书了，竟然连这么基础的问题都没有找到答案。

254339861

个人认为有效导体数是铁芯内部的导体+部分端部导体。端部有一部分是产生电磁力的（少数），大部分是产生损耗。这就是为什么称端部漏感的原因。其他你可以用3D模拟下，看看端部的磁力线走向。我做过一个实验，就是加长转子铁芯长，电机的反电势增加。

long98194

佩服楼主的细心，这才是科研的态度，端部肯定会影响但是真的没有人去认真量化研究

StevenZhou

long98194 发表于 2016-1-4 16:51
佩服楼主的细心，这才是科研的态度，端部肯定会影响但是真的没有人去认真量化研究

过奖过奖，哪敢说什么科研，这年头东西早都被大神研究透了。这个问题我前段时间在‘电机绕组理论‘这本书里看到了比较正式的解释：有铁心电机是不能用切割磁感线的理论去解释它的受力的，只能解释其中一部分受力（即导体自身受力），而铁心的受力则要用麦克斯韦张量来算。所以对于有铁心电机来说正确的方法还是用磁链的变化来计算受力而不用BIL，只有在无铁心电机中这两者是一致的。

所以我认为’端部减少铜损减小‘其实是用一个不准确的原因去解释正确的结果，就是说端部缩短和铜损减小确实有正相关，但是并不是直接的因果关系，还掺杂其他变量的影响。希望大神能指点一下，更加加深理解。

czhj

我觉得集中绕组端部会对接近端部的气隙磁密有一定的影响。