PMSM 内外功率因数的问题

herrwitz

想求问大佬们，PMSM通过电流电压向量夹角求功率因数，和直接通过机械功率除以视在功率求出来的功率因数为何会有区别？
同事告诉我说前一个是内功率因数，后一个是外功率因数，那么日常所说的功率因数又是指的哪一个呢？

示例为三相表贴式，正弦波供电的PMSM：

示例向量图

图中各物理量分别为：
       
        极对数 p=3
        电角速度 omega=2513.3 rad/s
        反电势 Up=90.7 V (有效值)
        每相电阻 Rs=3.8 mOhm
        d轴电感 Ld=68.0 uH
        q轴电感 Lq=68.0 uH
        电流 Is=215.4 A (有效值)
        电流角 alphaie=111.8°
        电压 Us=86.15 V
        电压角 (图中未标注)=115.16°


————————功率因数(内) =cos(115.16°-111.8°)=0.998

        转矩 Tem=3/2*p*Iq*sqrt(2)*(Up*sqrt(2)/omega)=64.94 Nm
        功率 Pem=Tem*omega/p=54.4 kW

————————功率因数(外) =Pem/(3*Us*Is)=0.989


可以看出两种功率因数是不同的，差别大概在0.01的样子。

注：图中给出的电机并非实际存在，只是为了说明两种功率因数的区别。

herrwitz

自己顶起来，等待大神回复。

18201975434

为啥我感觉你这个图有问题？Us应该还包括电阻上的压降吧？

herrwitz

18201975434 发表于 2019-7-30 08:50
为啥我感觉你这个图有问题？Us应该还包括电阻上的压降吧？

包括了，只是电阻压降太小看不出来而已。

18201975434

herrwitz 发表于 2019-8-7 22:02
包括了，只是电阻压降太小看不出来而已。

记得唐院士书里说的内功率因数角就是电流和反电势的夹角，平时说的功率因数角就是电压和电流的夹角，

tupengtao100

18201975434 发表于 2019-8-8 08:17
记得唐院士书里说的内功率因数角就是电流和反电势的夹角，平时说的功率因数角就是电压和电流的夹角，

是的，唐院士写的书上有详细介绍。关于那个机械功率除以视在功率，其值在我看来只是工程上一个值，而且这个值只能作为参考。没有多大意义。

18201975434

tupengtao100 发表于 2019-8-8 08:58
是的，唐院士写的书上有详细介绍。关于那个机械功率除以视在功率，其值在我看来只是工程上一个值，而且这 ...

标准答案李老师有一篇嘚不嘚说这个问题了，建议楼主去看看

sunway007

18201975434 发表于 2019-8-8 09:04
标准答案李老师有一篇嘚不嘚说这个问题了，建议楼主去看看

您好!大神!

能否分享一下,李老师的文章?

谢谢!

18201975434

sunway007 发表于 2019-8-8 10:48
您好!大神!

能否分享一下,李老师的文章?

https://bbs.simol.cn/thread-175757-1-1.html

herrwitz

18201975434 发表于 2019-8-8 12:01
https://bbs.simol.cn/thread-175757-1-1.html

感谢大神回复。李老师在文中的表述是

作为普遍性的定义，功率因数是有功功率与视在功率之比，即功率因数λ=P/S 。在正弦交流电路中， λ=cosφ。

我的计算中也采用的是正弦交流电路，两种算法仍旧出现了所述的差别。

herrwitz

tupengtao100 发表于 2019-8-8 08:58
是的，唐院士写的书上有详细介绍。关于那个机械功率除以视在功率，其值在我看来只是工程上一个值，而且这 ...

感谢大神回复。

唐院士的书里是以角度phi的余弦定义为功率因数；李老师的帖中定义为有功功率与视在功率之比，且在正弦交流电路下应当等效于角度phi的余弦。

不知为何我的计算结果与之有差别。

sunway007

18201975434 发表于 2019-8-8 12:01
https://bbs.simol.cn/thread-175757-1-1.html

太感谢了,概念清晰多了!

十二飞帝

herrwitz 发表于 2019-8-8 16:20
感谢大神回复。

唐院士的书里是以角度phi的余弦定义为功率因数；李老师的帖中定义为有功功率与视在功 ...

有两个问题:一个是电阻的铜耗也要算到有功功率中，而推算过程只计算了电磁功率。第二个是给的电压和电流有些矛盾，既两者不能互推，不是一个工作状态。我按你的参数，用电流推算了一下，两种算法是一致的。

十二飞帝

十二飞帝 发表于 2019-8-13 14:17
有两个问题:一个是电阻的铜耗也要算到有功功率中，而推算过程只计算了电磁功率。第二个是给的电压和电流 ...

图片不清楚，补充一下

herrwitz

十二飞帝 发表于 2019-8-13 14:25
图片不清楚，补充一下

多谢大神指出了要加上铜耗这一点！！

另外经过验算发现我之前的电压确实是算错了，应为85.1V。

修正后确实得出了一致的结果！！非常感谢！！

cctv15

我计算了，这种状态是属于馈电模式。

herrwitz

cctv15 发表于 2019-11-16 20:08
我计算了，这种状态是属于馈电模式。

你说的馈电模式是指?

cctv15

herrwitz 发表于 2019-11-18 15:34
你说的馈电模式是指?

这个时候，电机其实是工作在发电模式下。

herrwitz

cctv15 发表于 2019-11-18 21:56
这个时候，电机其实是工作在发电模式下。

Iq为正，Id为负，对外输出转矩为正，为何是发电机模式？

jiashuai0101

我想请问一下，你的电压Us=86.15 V指的是直流供电电压吗？你的反电势Up=90.7 V (有效值)，就高于供电电压了，这是怎么实现的呢？