定子齿部磁通密度1.9T会有影响吗？

zengxiaodong

根据我曾经提到过的“四个五原则”，很显然，重度饱和时的极限转矩319.5牛米几乎就是低度饱和时160牛米的两倍！


假设线负荷受发热限制，使得我们无法选择额定线负荷34.36，还是限定线负荷为20，则重度饱和时对应线负荷20时的转矩为107.5牛米，这个转矩比低度饱和时的89.25牛米大了1.2倍，也就是说对于同一个输出转矩89.25牛米而言，重度饱和电机需要的线负荷将远小于20（线性估算值为16.6667），从16.6667直到68.72，转矩线性范围达到4.12倍！

而低度饱和电机的转矩线性范围从20到40仅仅为2.0倍而已而已。

zengxiaodong

所以，搞驱动的人应该喜欢铁心严重饱和的电机，如果达到了无铁心电机的转矩线性程度，驱动器更加笑不动了。

jianyun2009

楼主，你的磁密云图上看某一个点的磁密，怎么操作的？

zengxiaodong

bocai 发表于 2019-4-9 22:12
请教一下曾老师 直流无刷电机如果齿部磁密达到1.9 对齿槽转矩有没有影响？ 如果用手转动电机的话 饱和的 ...

你的问题不好回答，要看懂都很费劲。从描述来看，基本可以确定是换向引起的转矩脉动导致的，至于为什么会正反转不同，需要根据具体结构详细分析才能确定，仅凭文字描述难以知其所以然。

zengxiaodong

三种磁钢结构时，空载反电势波形如下：

zengxiaodong

三种磁钢结构时，额定转矩波形如下：

线负荷20


线负荷17.65



线负荷16.67

zengxiaodong

可见随着饱和程度加深，反电势波形越来越偏离正弦波，导致转矩脉动越来越大。

但是，饱和程度加深也还是使得线圈交联的磁通量增加，因此同样的输出转矩时，电机的线负荷是逐渐下降的，从而转矩的线性度越来越好！

bocai

zengxiaodong 发表于 2019-4-13 11:31
你的问题不好回答，要看懂都很费劲。从描述来看，基本可以确定是换向引起的转矩脉动导致的，至于为什么会 ...

非常感谢你的回复 另外请教下 能不能给个径向力和切向力的公式 比如你在别的贴讨论的12槽8极 r=4 12槽10极r=2

bocai

zengxiaodong 发表于 2019-4-13 17:37
可见随着饱和程度加深，反电势波形越来越偏离正弦波，导致转矩脉动越来越大。

但是，饱和程度加深也还是 ...

（饱和程度加深也还是使得线圈交联的磁通量增加），这句我可不可以理解成 因为齿部宽度的减少 使得线径加粗 因而可以流进更大的电流  进而使得线圈交联的磁通量增加 ？
因此同样的输出转矩时，电机的线负荷是逐渐下降的，从而转矩的线性度越来越好！

zengxiaodong

bocai 发表于 2019-4-13 20:11
（饱和程度加深也还是使得线圈交联的磁通量增加），这句我可不可以理解成 因为齿部宽度的减少 使得线径加 ...

不能这样理解。

当定子不变时，如果转子改变导致了齿饱和，对应的磁通量增加，此时转矩增加（假设线负荷不变）；
当转子不变时，如果定子齿宽减小导致饱和，对应的磁通量减少，此时转矩减少（假设线负荷不变）

bocai

zengxiaodong 发表于 2019-4-13 20:19
不能这样理解。

当定子不变时，如果转子改变导致了齿饱和，对应的磁通量增加，此时转矩增加（假设线负 ...

当定子不变时，如果转子改变导致了齿饱和，对应的磁通量增加，此时转矩增加（假设线负荷不变）；
当转子不变时，如果定子齿宽减小导致饱和，对应的磁通量减少，此时转矩减少（假设线负荷不变）
也就是说 如果本来不饱和的 定子和气隙不变 增加磁钢厚度导致饱和 磁通量和转矩还是增加的？
如果转子不变  减少定子齿部宽度导致饱和 磁通量和转矩都是减少的？
   另外我插个话题  陈世坤书上介绍说 如果齿磁通密度超过1.8了部分磁通会经过槽流向厄部 ？（ 我也只记得大概 好像是这么说的）  那是不是意味着部分磁通变成漏磁了 不能变成磁链了？

bocai

zengxiaodong 发表于 2019-4-12 20:51
根据我曾经提到过的“四个五原则”，很显然，重度饱和时的极限转矩319.5牛米几乎就是低度饱和时160牛米的两 ...

问个你的经验性问题   一般齿部磁密达到1.9了 频率最好不要超过几百赫兹   因为我感觉虽然齿磁密高可以增加线径 减少电负荷  但是高频率的铁损 发热应该也很厉害吧

bocai

zengxiaodong 发表于 2019-4-12 20:51
根据我曾经提到过的“四个五原则”，很显然，重度饱和时的极限转矩319.5牛米几乎就是低度饱和时160牛米的两 ...

我有一个电机频率大概315-320赫兹  齿部磁密大概1.85-1.9之间我也算不准 铁损要1000多瓦 按照4.5A的电流密度算 额定功率大概是15千瓦

zengxiaodong

bocai 发表于 2019-4-13 20:36
当定子不变时，如果转子改变导致了齿饱和，对应的磁通量增加，此时转矩增加（假设线负荷不变）；
当转子 ...

漏磁不是你说的那样，即使通过槽也是部分交联线圈的，另外，导磁和导电的显著区别就是数量级完全不同：导体和绝缘体电阻率相差亿亿倍，而导磁体和非导磁体磁阻率相差却只有千倍数量级，因此，即使电机不饱和，也会有比漏电流多得多得多的漏磁！


300赫兹的电机，铁损远高于50赫兹工频电机，因此对于饱和的容忍度也要差很多，建议降低磁密或者采用更薄的硅钢片为好。

zengxiaodong

偶然又看到一个有趣的类似帖子
https://bbs.simol.cn/thread-181494-1-1.html

bocai

zengxiaodong 发表于 2019-4-15 19:47
偶然又看到一个有趣的类似帖子
https://bbs.simol.cn/thread-181494-1-1.html

小白又来打扰曾老师了 请教一下永磁电机 是不是气隙磁密高点 电机的过载能力强些 也就是说 气隙磁密尽量的做高点？

zengxiaodong

bocai 发表于 2019-4-15 20:37
小白又来打扰曾老师了 请教一下永磁电机 是不是气隙磁密高点 电机的过载能力强些 也就是说 气隙磁密尽量 ...

你说得对，永磁电机和电励磁的电机，在设计上有很大的不同：


1、电励磁电机在磁饱和时，意味着励磁电流要非线性增大，导致励磁铜损耗飞速上升，一般来说励磁铜损耗的增加幅度会远远高于铁损的增加幅度；

2、而且要增加饱和程度势必要增加气隙长度，这条又会大幅度增加电励磁电机的励磁电流，因此，电励磁电机非常忌讳进入饱和状态；

3、永磁电机就不同了，增加磁钢用量虽然导致气隙磁密和铁心饱和程度的增加，但是其好处是励磁损耗并不会增加，相反由于磁钢厚度的增加，电枢反应的影响也减弱；

4、电枢反应导致的磁钢自身涡流损耗往往也随着磁钢厚度的增加而减少，虽然定子铁损增加，但是定子铜损耗却大幅度降低了，在铁损不是主要矛盾时显然是可取的；

5、另外一个方面，铁损毕竟还是有很多措施可以减少的，例如使用低损耗的硅钢片或者减薄硅钢片的厚度等等，相对而言，要降低铜损耗办法就极为有限了。


上面的实例中，在同样输出转矩时，低度饱和线负荷是重度饱和线负荷的1.2倍，由于定子槽相同，因此电密也是1.2倍，这样的话热负荷AJ就是1.44倍，也就是说，重度饱和时的铜损耗将是低度饱和时的70%以下，这是非常可观的！

lizhen2979371

可以适当降低定子电流

bocai

zengxiaodong 发表于 2019-4-16 09:06
你说得对，永磁电机和电励磁的电机，在设计上有很大的不同：

非常感谢你的解答 也就是说 同样两个电机 都是不饱和的同齿磁密  气隙磁密高的要比气隙磁密低的电机过载能力强些了？

bocai

zengxiaodong 发表于 2019-4-16 09:06
你说得对，永磁电机和电励磁的电机，在设计上有很大的不同：

但是饱和的话 同样输出电流情况下 应该比不饱和的扭矩相对小一些吧？  发热的情况就不好说了   不饱和的电负荷大一些  饱和的话 像我说的特别是几百赫兹频率的  铁损发热应该也很厉害吧？说到这里又有一个问题 像我前几楼说的那个电机 单单铁损就差不多一千瓦了 他到底是定子铁发热源 还是绕组发热源？  按我的理解应该定子铁是发热源 不知道对不对    非常期待你的解答