超高转矩密度电机的设计

Edwin_Sun

zengxiaodong 发表于 2016-11-30 21:10
你这个转切应力真是太高了，我很惊讶！！！

曾老师可以帮我算下，如果我们的公式是一样的话

额定转矩26000Nm，转子外径大约是770mm，那么转切应力是26000Nm/(0.77m/2)=67532.5N

轴长550，那么转子表面面积是pi*0.77m*0.55m=1.33m^2

那么转切应力的密度是67532.5N/1.33m^2=50758N/m^2

大约是这个数值吧

问题就是效率太低了，不过对于这么大个的电机，十几个千瓦的损耗，温度真的升不上去

zengxiaodong

我估计马达的磁负荷以及线负荷都已经达到极限了！

Edwin_Sun

zengxiaodong 发表于 2016-12-1 18:29
我估计马达的磁负荷以及线负荷都已经达到极限了！

线负荷估计很大了，不然也不会铜耗那么大，效率那么低

磁负荷我是觉得还有空间，因为齿磁密才1.65T，我想把它提高到1.8T左右，但是极数多，永磁不能做的太厚，已经用了44H的永磁了，效果还是不行，这么大个，气隙还不能小

不知道曾老师有何建议

zengxiaodong

齿磁密小意味着可以减小齿宽，就可以让出空间为铜所用，不就提高了效率？

Edwin_Sun

zengxiaodong 发表于 2016-12-1 22:23
齿磁密小意味着可以减小齿宽，就可以让出空间为铜所用，不就提高了效率？

这里有点自相矛盾的东西，减小齿宽，如果磁密没有成倍比例增加的话，那么你的反电动势是下降的，同等转矩输出，需要的电流是增加的，I^2*R，电阻虽略减小，但电流平方却加倍增大，导致铜耗略增啊，所以现在的齿宽算是一个优化值了，我现在尽量想去提高永磁的性能，但已经到44了，往上也没了，貌似到了一个瓶颈

zengxiaodong

Edwin_Sun 发表于 2016-12-2 07:55
这里有点自相矛盾的东西，减小齿宽，如果磁密没有成倍比例增加的话，那么你的反电动势是下降的，同等转矩 ...

反电势怎么会下降呢？我不明白

Edwin_Sun

zengxiaodong 发表于 2016-12-2 10:34
反电势怎么会下降呢？我不明白

简单的讲，反电动势跟磁链成正比，假设一个齿上的磁密是B，截面积是S，那么磁通是BS，减小了齿宽，磁密是增加了，但是截面积减小了，同时磁密的增加并没有截面积减小的比例大，所以会导致反电动势的降低的。。。

张老五

Edwin_Sun 发表于 2016-12-2 15:19
简单的讲，反电动势跟磁链成正比，假设一个齿上的磁密是B，截面积是S，那么磁通是BS，减小了齿宽，磁密是 ...

为啥“磁密的增加并没有截面积减小的比例大”？

Edwin_Sun

张老五 发表于 2016-12-2 15:28
为啥“磁密的增加并没有截面积减小的比例大”？

过拐点，进入饱和区了啊。。。

zengxiaodong

Edwin_Sun 发表于 2016-12-2 15:19
简单的讲，反电动势跟磁链成正比，假设一个齿上的磁密是B，截面积是S，那么磁通是BS，减小了齿宽，磁密是 ...

你把齿宽减少10%进行仿真试试，我可以保证你的反电势不会降低！！！

张老五

Edwin_Sun 发表于 2016-12-2 15:49
过拐点，进入饱和区了啊。。。

你这个理论跨度有点大

Edwin_Sun

zengxiaodong 发表于 2016-12-2 16:38
你把齿宽减少10%进行仿真试试，我可以保证你的反电势不会降低！！！

不用保证，我早就试过了呢，9mm的齿宽，减小到8mm，是降低的，降2V

zengxiaodong

Edwin_Sun 发表于 2016-12-3 13:55
不用保证，我早就试过了呢，9mm的齿宽，减小到8mm，是降低的，降2V

找到解决的办法了！
只要增加齿宽就可以了，根据你的分析和试验，这样就可以增加磁通量和反电势，因此就会减小线圈电流，从而快速降低铜耗，这样就提高了效率。

Edwin_Sun

zengxiaodong 发表于 2016-12-4 01:10
找到解决的办法了！
只要增加齿宽就可以了，根据你的分析和试验，这样就可以增加磁通量和反电势，因此就 ...

我没明白你的意思。。。

齿宽和铜耗的关系是有一个拐点的。。。

zengxiaodong

Edwin_Sun 发表于 2016-12-4 19:32
我没明白你的意思。。。

齿宽和铜耗的关系是有一个拐点的。。。

哈哈！难不成像《登徒子好色赋》说的，增一丝则宽，减一丝则窄？

Edwin_Sun

zengxiaodong 发表于 2016-12-4 20:45
哈哈！难不成像《登徒子好色赋》说的，增一丝则宽，减一丝则窄？

哎，如果你去推导一下给定转矩之下，铜耗和齿槽面积分配关系的话，你会看到当磁密不变的情况之下，当槽的面积占齿槽总面积的35%左右的时候，铜耗是最小的；当磁密变化的时候，这个百分点会变化；你也可以用有限元算几个分配关系，看看铜耗的变化趋势，是不是有个最低点

此贴封贴吧

免回

zengxiaodong

这里有个转切应力的参考值，10~60kPa

jiashuai0101

Edwin_Sun 发表于 2016-11-29 21:04
油冷倒是问题不大的，prius的电机就已经能够达到10Nm/kg了，现在是自然冷却呢？而且好多纯电动汽车的电机 ...

配减速齿轮的目的是降低电机自身转矩，由此减小电机电流从而减轻发热情况吗？

jiashuai0101

Edwin_Sun 发表于 2016-11-30 10:08
分数槽的极槽配比能否说一下呢？若是有发布的产品或者发表的问题，一并推荐喽~

分数槽就是气隙谐波太 ...

请问一下，为什么槽口部分的绕组温度要更高呢？

jiashuai0101

Edwin_Sun 发表于 2016-12-1 21:15
线负荷估计很大了，不然也不会铜耗那么大，效率那么低

磁负荷我是觉得还有空间，因为齿磁密才1.65T， ...

请问你定子用的什么材料呢，据我知道，一般的定子矽钢片如（35W300），它的磁密在1.6T就差不多要饱和了。能达到1.8T的是什么材料呢？