电机是增大凸极率还是增大d轴电感更有利于弱磁

Nephology

内置式的永磁同步电机都是直轴电感Ld小于交轴电感Lq的（直轴要穿过永磁体）。正好凸极率也是Lq/Ld，楼主接触的资料几乎所有的文献都是讲解的要增大凸极率（即增大Lq和Ld的比值）来增加磁阻转矩从而增加弱磁扩速能力。不过我理解的却是增大d轴电感更有利于弱磁，最理想的情况下是Ld足够大能够完全去磁这样电机可以无限扩速（实际是不可能达到的）。不过在常见的V型内置式永磁电机，咱们多加几层V能够提高凸极率，我的理解却是增加几层V之后直轴就会穿过更多层的气隙，使得在Lq不怎么变，Ld变小的情况下来增加凸极率的。  希望论坛有人能帮忙解释一下。

Sean2028

去看看相关Halbach阵列排布永磁体也许能给你一些想法。

Sean2028

根据公式应该有最佳值，要电磁软件高手才搞得定！

lijian988998

这个东西本来就是多变量耦合的。凸极率越大，合理利用磁阻转矩 可以增大输出转矩，但是此时 是工作在 弱磁的状态下（id不等0），永磁转矩没有利用完全， 磁阻转矩和永磁转矩的合成转矩 是可以变大的。理论上 ，其他不变的情况下，Ld越大，弱磁扩速的范围越大。

limengde2001

唐的书上提过弱磁扩速能力的五条措施：
1.减小磁链
2.增大imax
3.增大ld
4.提高Umax
5.组合上述4条

Nephology

limengde2001 发表于 2016-9-28 22:25
唐的书上提过弱磁扩速能力的五条措施：
1.减小磁链
2.增大imax

不过现在的文献中还是还多说是增大凸极率可能增加弱磁性能？请问前辈您怎么认为这个，还有内置式V型是通过减小Ld来增大增大凸极率从而增加磁阻转矩的吗？

飞飞猪

对永磁同步不懂，过来学习下~~~

limengde2001

Nephology 发表于 2016-9-28 22:29
不过现在的文献中还是还多说是增大凸极率可能增加弱磁性能？请问前辈您怎么认为这个，还有内置式V型是通 ...

不敢当前辈，我是刚入门的，多层的做的不多。我认为内置式V型是通过增大Lq来增大凸极率，是可以保证弱磁性能的；多层内置式是通过减小Ld来增大凸极率，我觉得多层不利于弱磁；后续我再仿仿多层的再来讨论。
关于利于弱磁，我想有好几个问题值得探讨：
1.如何能提高弱磁扩速范围
2.弱磁扩速区域能否保持峰值功率恒功率
3.运行在弱磁区域性能如何，例如效率、电流、热负荷等
我最近也在这方面工作，希望能够多多交流

Nephology

limengde2001 发表于 2016-10-15 22:53
不敢当前辈，我是刚入门的，多层的做的不多。我认为内置式V型是通过增大Lq来增大凸极率，是可以保证弱磁 ...

李工谦虚啦！我才是刚上研二，电机才刚入门的。您是娄博的得力干将怎么会是刚入门的呢？对于V型内置和多层V型内置的是增大Lq还是减小Ld，主要还是看交轴的磁导率大还是看直轴的磁导率小，我一直想像表贴和弧形内置这两结构那样能够从直观上分析看出Ld和Lq的磁导率区别，但一直没法儿直观的分析明白。李工公司也开始做新能源汽车电机了吧？我听所里师兄们有提过前几年MT和我们唐老师在异步起动电机和低速大转矩直驱这一块有些合作的吧。  
（1）.对于弱磁扩速这一块我的理解是目前电机基速以上相电压和相电流都维持在最大值，要想由最高转速表达式可以简化成分子是Umax，分母是(永磁体磁链—Ld*Imax)，要想提高弱磁扩速倍速从增大Ld是最有效的。
（2）.对于弱磁扩速区域能否保持峰值功率恒功率是要看你的相电压和相电流是否一直是维持在最大值了。
（3）.运行在弱磁区域效率肯定是有所下降的，上次有人问英国的诸自强教授怎么才能把高效扩大到弱磁区域，他也没有提出什么比较好的办法，电流肯定是再最大值的所以热负荷肯定是再增大的。我也对新能源汽车电机非常感兴趣，希望以后有机会能够多向您学习学习。

拉风的星星

1.减小磁链
2.增大imax
3.增大ld
4.提高Umax
5.组合上述4条

bruceleeren

我认为这块内容光看理论用处不大。
1.就算你的凸极比大，你确定你的电机磁阻转矩一定就大？
2.楼主是否真的明白，增大ld，高速下有利于弱磁，到底是怎么个有利于弱磁？
3.就算有利于你所说的弱磁，目的是什么？为了弱磁而弱磁？

Nephology

bruceleeren 发表于 2016-10-30 21:03
我认为这块内容光看理论用处不大。
1.就算你的凸极比大，你确定你的电机磁阻转矩一定就大？
2.楼主是否真 ...

1.唐老师的公式再哪里摆着的，其他条件不变的情况下，凸极率越大，Lq—Ld就越大，磁阻转矩肯定越大。
2.弱磁的目的当然是为了扩速，基速以上频率再增大的话，为了保证反电势不再增加，只有通过增大Id来削弱永磁体产生的磁场。

Nephology

bruceleeren 发表于 2016-10-30 21:03
我认为这块内容光看理论用处不大。
1.就算你的凸极比大，你确定你的电机磁阻转矩一定就大？
2.楼主是否真 ...

我一直想从直观观察交直轴磁导率的大小不同这个方面来比较不同层数、深V浅V型的内置式永磁机凸极率的大小，感觉的一直都是非常难以判断，希望前辈能够提供一种直观的比较出不同V型层数、深V浅V型的内置式永磁机凸极率的大小方法，谢谢啦！

bruceleeren

有点晚了，刚看到，简单回答一下，有些太深的内容，涉及到控制，我做本体懂的有限。
其实也不是唐老师的书那样把理论摆的很清楚，其实感觉细节的地方都没讲透，理论反正也不是中国人自创，应该都是老外的东西。
目前，见过、参与过，6kW以下的十几款电机的设计，有的凸极比达到1.6，但是磁阻转矩其实非常低，低到就感觉没有似的。控制上一般都会采用SVPWM、无位置、MTPA，弱磁后，这个电流超前角实际中给的也不会过大，具体原因没有和搞控制的人讨论过，应该是比较难于控制。电感大确实弱磁后电流无功分量会小，但是电感大，电感压降也大，电压利用率也低，很难说扩速效果。
深V、浅V，凸极比可以仿真下，了解下就可以了，但是我做工程，不会用深V，涉及到产线，工艺等多方面多原因。具体的凸极比，建议还是查阅博士论文，很多论文说的挺清楚的，以前看过的，多查查，有很多人做过的。
电机弱磁这块，我自己的感受是，要结合具体的电机设计指标，别人给你提的要求是什么，一款电机可以设计在不弱磁的状态下，不一定非要弱磁，也可以让弱磁的区间小一些，非要让你高速下，出那么大的力，你就要权衡弱磁的利弊了，不是任何电机都适合弱磁的，如果弱磁深度有限制，用本身就很少的磁阻转矩来弥补id这一块，不一定就合适。此外，电机在什么转速下追求什么样的效率是重点关注，毕竟客户关注的就是你满足几个什么指标下，你要给我一个什么样的效率。从效率出发，高速下可能不一定关注效率，要看你电机主力的运行范围在哪里，一般都不会在弱磁那里。凸极比只做个研究就好，也许非常大功率的电机，能做出磁阻转矩的效果，但目前小型PMSM，我没看出磁阻转矩的效果。
回答的不专业，随便说说，见笑了。

summer024

bruceleeren 发表于 2016-10-30 23:10
有点晚了，刚看到，简单回答一下，有些太深的内容，涉及到控制，我做本体懂的有限。
其实也不是唐老师的书 ...

弱磁区域发热太大不能长时间工作，容易退磁。我同意楼上的这个说法，在条件允许的情况下应该尽量避免进入弱磁区域；

zdp20064818

谢谢 楼主分享资料

fming

我之前也困扰于楼主这个问题，总觉得Ld大了，才能有效减小d轴的弱磁电流，从而更容易弱磁。但后来想明白了，应该这样理解，凸极率高，意味着磁阻转矩贡献大，对于同等功率的电机而言，磁阻功率的增大有助于减小电磁功率，这样就可以把永磁体厚度做小，弱磁就容易了。

ff25841101

v字型的确磁阻转矩会比一字的要大 其实际效果在于同样的某一转矩下，能出更小一些的电流 。 某些文献说的v字型利于弱磁，这可能并没有错，我认为这么说法是因为 v字型磁钢大多是分段的，而分段中间的桥对弱磁是有利的 。还有就是高速下弱磁效率并不是很高，往往需要更大的电流。车用的话，高速区间我认为尽量不去弱磁。这是我算车用电机的一些想法，见笑了

mfkfnaps

弱磁高速时，如果突然发生断电，并且短路的情况，磁铁是不是非常容易失磁？

bkbxbsyjh

我们常听的多少倍弱磁，比如2倍弱磁，速度可以到达基速的2倍，
那么提高弱磁倍数，和参数Ld，Lq，Phi是怎么样的关系呢？