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楼主: 十二飞帝

[求助] 电机电磁转矩产生原理的一点疑惑!

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[LV.4]偶尔看看III

发表于 2019-11-11 15:40 | 显示全部楼层
本帖最后由 zengxiaodong 于 2019-11-11 15:50 编辑
十二飞帝 发表于 2019-11-7 21:20
这些天,好多问题让我越来越不解,要是条件允许,我倒是想念个高中或者出国留个学什么的。

你们都说导 ...


这些天,好多问题让我越来越不解,要是条件允许,我倒是想念个高中或者出国留个学什么的。

你们都说导体切割磁力线的本质是磁通变化,我就是想不明白啊,一根导体,不是闭合的线圈啊,就是一根铜棒棒,垂直于磁场方向运动,也就是切割磁力线,在导体的两端也产生了电势啊,请问这个过程哪的磁通是怎么变化的?

哈哈,早就等着你的这个问题了!这是很自然能够引申出来的一个经典问题。

为此,我构建了一个变压器模型,费劲心机制作了变压器磁力线动画,为了不失一般性,用的是轴对称模型,而且铁心周围用空气包围,在适当的距离处用了无穷远边界条件。先假设铁心的材料为线性材料,相对磁导率为100,为了分辨磁力线的需要,总磁力线数增加到60根,结果如下:

ooo.gif





补充内容 (2019-11-16 12:04):
链接:ht-tps://pan.baidu.com/s/1Or6BjPK9azuc4YvJIjEWwQ
提取码:8bf6
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[LV.4]偶尔看看III

发表于 2019-11-11 16:06 | 显示全部楼层
本帖最后由 zengxiaodong 于 2019-11-11 20:59 编辑

这个变压器动画绝对是电磁学领域划时代的案例,由于文件大小限制,楼上的动画每0.5度电角度一帧,激磁电流为纯正弦波。
同样的,如果需要更精细的结果,请下载下面的每0.25度电角度一帧动画文件。

变压器磁力线动画.part2.rar (1.66 MB, 下载次数: 10)


变压器磁力线动画.part1.rar (4 MB, 下载次数: 13)


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该用户从未签到

发表于 2019-11-11 16:16 | 显示全部楼层
zengxiaodong 发表于 2019-11-11 16:06
这个变压器动画绝对是电磁学领域划时代的案例,由于文件大小限制,楼上的动画每0.5度电角度一帧,同样的, ...

“划时代”,汉语词组,意思是开辟新时代。

点评

做个仿真动画就是“划时代”了。。。。。 那位的牛皮吹得,怕是快爆了  详情 回复 发表于 2019-11-11 16:36
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[LV.3]偶尔看看II

发表于 2019-11-11 16:36 | 显示全部楼层
mawentao 发表于 2019-11-11 16:16
“划时代”,汉语词组,意思是开辟新时代。

做个仿真动画就是“划时代”了。。。。。

那位的牛皮吹得,怕是快爆了
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[LV.4]偶尔看看III

发表于 2019-11-11 16:43 | 显示全部楼层
新名词,磁力黑洞
磁力黑洞.png
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[LV.3]偶尔看看II

发表于 2019-11-11 17:08 | 显示全部楼层
本帖最后由 张老五 于 2019-11-11 17:27 编辑

又有新名词了,可喜可贺
其实,编新名词是曾老师最擅长的,远胜仿真水平

虽然这种新名词,我一分钟可以编八个,但实在做不到曾老师这般清闲脱俗
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[LV.4]偶尔看看III

发表于 2019-11-11 17:09 | 显示全部楼层
本帖最后由 zengxiaodong 于 2019-11-12 08:10 编辑

什么是“磁力黑洞”?

磁力黑洞”就是磁力线突然产生的本初源泉,也是磁力线突然消失的最终归宿!

在“磁力黑洞”这个奇异点,突然发生磁场大爆炸(就像宇宙大爆炸一样一样的),大爆炸发生10的负55次方秒后,产生了无穷小的一个磁力线“气泡”,这个磁力线“气泡”迅速长大,以极其惊人的速度(据说相当于第5宇宙速度)飞向高导磁率的物体例如铁心,直到铁心拥挤不堪时,磁力线甚至恋恋不舍地向无穷远的太空迁移发散......

相反的过程也会发生,那就是磁力线从无穷远处的太空向铁心归拢聚集——倦鸟归巢,当铁心感觉到hold不住时,磁力线又从铁心脱离出来形成“气泡”,该“气泡”越来越小,最后湮灭成“磁力黑洞”中的奇异点!

上述相反的过程究竟是属于哪个阶段,完全取决于激磁电流的原动力大小!


磁场大爆炸产生的一圈圈涟漪,产生磁力波而在线圈中回荡交链,令人惊奇的是,虽然线圈切割磁力线的方向相反,但是产生的电动势却总是同方向叠加的!!!
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[LV.3]偶尔看看II

发表于 2019-11-11 17:29 | 显示全部楼层
曾老师确实是大才

个人觉得,发明引力波的郭英森,比起曾老师来说,还是欠缺三分火候
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[LV.4]偶尔看看III

发表于 2019-11-12 10:39 | 显示全部楼层
187楼真是天才啊,这让我想到了生命的起源,估计187楼的生命也是这样爆炸产生的:刚开始是一个点,然后变成一条线,再后是一个面,最终10个月后成体,破茧而出。

点评

能从一个简单的磁力线图中,悟出宇宙的起源和人类的变迁这样高大上的道理,曾老师确实是大材 在这里研究电机,有些屈才了,鸟兄有没有什么途径,可以推荐曾老师去神盾局,研究些更高端的东西,比如灭霸的响指之类  详情 回复 发表于 2019-11-12 10:46
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[LV.4]偶尔看看III

发表于 2019-11-12 10:44 | 显示全部楼层
本帖最后由 小小鸟儿 于 2019-11-12 11:33 编辑

如果这个模型是3D的平面拉伸模型,那么明显与实际不符,无论是双柱铁心变压器还是单柱旁轭铁心,其铁心右侧磁路尺寸都与实际变压器相差甚远; 如果是3D轴对称模型,那么右侧磁路部分就是完全将线圈包在其中,更与实际严重不符,仿真变压器空载状况没有任何意义。(以经验来看这是3D轴对称模型)

点评

对一个不懂变压器还要开天辟地的 认真你就输了  详情 回复 发表于 2019-11-12 11:09
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[LV.3]偶尔看看II

发表于 2019-11-12 10:46 | 显示全部楼层
小小鸟儿 发表于 2019-11-12 10:39
187楼真是天才啊,这让我想到了生命的起源,估计187楼的生命也是这样爆炸产生的:刚开始是一个点,然后变成 ...

能从一个简单的磁力线图中,悟出宇宙的起源和人类的变迁这样高大上的道理,曾老师确实是大材

在这里研究电机,有些屈才了,鸟兄有没有什么途径,可以推荐曾老师去神盾局,研究些更高端的东西,比如灭霸的响指之类的?

点评

就这样的仿真动画,十几年前就做烂了,竟然被拿出来开天辟地 ,对一个并不懂变压器的来说,怼它干嘛  详情 回复 发表于 2019-11-12 10:57
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[LV.4]偶尔看看III

发表于 2019-11-12 10:57 | 显示全部楼层
张老五 发表于 2019-11-12 10:46
能从一个简单的磁力线图中,悟出宇宙的起源和人类的变迁这样高大上的道理,曾老师确实是大材

在这里研 ...

就这样的仿真动画,十几年前就做烂了,竟然被拿出来开天辟地 ,对一个并不懂变压器的来说,怼它干嘛

点评

说好要开天辟地的,我就坐等了 鸟兄以为呢?  详情 回复 发表于 2019-11-12 12:59
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发表于 2019-11-12 11:09 | 显示全部楼层
小小鸟儿 发表于 2019-11-12 10:44
如果这个模型是3D的或2D的平面模型,那么明显与实际不符,无论是双柱铁心变压器还是单柱旁轭铁心,其铁心尺 ...

对一个不懂变压器还要开天辟地的

认真你就输了
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[LV.4]偶尔看看III

发表于 2019-11-12 11:45 | 显示全部楼层
本帖最后由 zengxiaodong 于 2019-11-12 14:07 编辑
小小鸟儿 发表于 2019-11-12 10:44
如果这个模型是3D的或2D的平面模型,那么明显与实际不符,无论是双柱铁心变压器还是单柱旁轭铁心,其铁心尺 ...

鸟兄你不必太当真,本帖楼主提出的问题,如何有效地简单明了说明白?需要采取一些图文并茂的方式,你说十几年前搞烂了的动画,不妨发上来能说明问题说服楼主就万事大吉了。

电机槽内线圈没有切割磁力线怎么有反电势?这是楼主的一个镜像问题,通过前面的电机动画,才好不容易说服了楼主,承认确实一根不少切割了磁力线。当然,仁者见仁智者见智,也有另外的人从线圈磁链变化的角度解释反电势的来源。问题是磁链变化的解释也有硬伤,那就是单根导体在磁场中切割磁力线,有没有反电势?有的话又是如何产生的?

很自然也能联想到类似于变压器(包括电感器)的工作情形,我发的动画就是试图说明,变压器这种情形,也是可以用切割磁力线的理论来解释反电势的产生!也就是说完全不需要通过磁链变化理论,也是可以解释线圈电压的来源!

我发的轴对称模型,说是变压器也好,电感器也罢;单个线圈也好,多个线圈也罢;空载可以,满载亦可!我认为均不会影响问题的实质,真要仿真实际的变压器的话,倒可能由于关注点和侧重点不同,对于本帖讨论的问题未必有很直接的帮助。

变压器一般是正弦稳态激励,用时谐场求解分析,可能出不来我这样的动画。如果用正弦波形瞬态分析,能够出来类似的结果,不过除非特殊需要,变压器也许很少进行我这种仿真分析。
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[LV.4]偶尔看看III

发表于 2019-11-12 12:25 | 显示全部楼层
本帖最后由 zengxiaodong 于 2019-11-12 12:28 编辑

真要仿真出令人信服的结果,不是那么容易的,喝口凉水就解决了?


本人认为,难点如下:

1、在激磁电流很小时,由于磁力线本身很稀疏,加上铁心和线圈区域磁密又相差大,叠加导致线圈区域磁力线分布近乎没有,即使有也是移动速度非常快,如何捕捉到?

2、前面帖子也说过了,磁力线是等矢量磁位线,因此并不代表绝对的物理量,也就是假设定下来总磁力线数目30根,则任何磁密分布下都可以绘制出30根磁力线的场图;

3、一致的(uniform)的场图,对于磁密高低区域的分辨力难以兼顾,因此最好的方式是绘制对数场图,这样低磁密区域能大幅度提高显示度,恰好满足期望结果;

4、时间步也要足够小,这就导致计算量很大。为了缩短仿真时间,应充分利用对称性,只仿真90度电角度,延拓到360度电角度。
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发表于 2019-11-12 12:45 | 显示全部楼层
本帖最后由 zengxiaodong 于 2019-11-12 12:52 编辑

世上的任何事情就怕“认真”两个字,凡是预则立不预则废。为了回答楼主的问题,我至少是很认真的,还花了88元钱注册迅捷GIF编辑器这个软件!我相信我写的文字,制作的图片和动画,也不是粗制滥造的,而是反复构思反复调整,这点天地可鉴!

站着说话不会腰疼,这个我也会,那个我也懂!其实呢,大家都懂!楼主开贴问了问题,懂的话那就赶紧写成文字发帖发出来,哪怕是错的也可以发出来,至少热心助人是不会有错的,再说对自己也未必就不是一个提高呀。没时间工作忙,那也没问题,让别人去回答自己敲敲边鼓,来个锦上添花则更好,实在不行鼓励鼓励也是善莫大焉!
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[LV.3]偶尔看看II

发表于 2019-11-12 12:59 | 显示全部楼层
小小鸟儿 发表于 2019-11-12 10:57
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不懂变压器的也懒的和他理论,学会了砸我的饭碗咋办  详情 回复 发表于 2019-11-12 14:00
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[LV.4]偶尔看看III

发表于 2019-11-12 13:41 | 显示全部楼层
zengxiaodong,你这样真是有点找怼的感觉,而且这种感觉你是越来越发不可收拾了。你的那些东西确实是几十年前就有人在研究了,只是碍于没有现在的电脑技术。何必去糊弄那些个觉得聪明的人,他们的思想只会被你的那种东西,比如17机,19极电机(宇宙电机)搞糊涂。对于磁力线,只是人们为了描述磁场的存在而形象化添加的一种描述磁场的方法,不能说你没看见就不存在磁场,也像你看到有胡子的是爷爷,没胡子的就是奶奶,但也可能没胡子的是奶奶的娘。你没办法解释单根导体在磁场中切割”磁力线“,就是匝链有问题或匝链解释不了单根导体在磁场中运动产生电势?难到真难解释单根导体在磁场中运动产生电势吗?说明你就是个糊涂蛋。这时单根导体在磁场中运动,当然会产生电势,这个电势是由于导体中的电子随导体运动在磁场中受到磁场力(也应该叫洛伦茨力吧),电子就会从一端跑向另一端,就形成了导体两端的电势。单根导体当然谈不上匝链,这个概念只是在交变磁场中存在闭环导体回路来解释“切割磁力线”的问题,运动由简单的直线运动转换了形式而已,相对的导体“切割了磁场”。你就用那种来着经典理论的有限元计算来糊弄人,说这个不对那个不对,经典也不对,就你的那个对?你根本就没有弄懂有限元计算是什么,这些计算的目的又是什么?还是早点息着吧!

点评

架不住别人,虽然理论半懂不懂,可软件玩得溜啊 初学都的常见病,以为软件就是一切 只是,说好的要开天辟地呢  详情 回复 发表于 2019-11-12 15:04
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发表于 2019-11-12 14:00 | 显示全部楼层
张老五 发表于 2019-11-12 12:59
说好要开天辟地的,我就坐等了
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不懂变压器的也懒的和他理论,学会了砸我的饭碗咋办
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 楼主| 发表于 2019-11-12 14:24 | 显示全部楼层
完美正弦 发表于 2019-11-11 15:26
楼主这个问题我也曾疑惑过、思考过,说说我的理解。

楼主的问题刨根问底应该是:电机电磁转矩产生原理-- ...

我觉得0和—1层区别好像不大。
现在看来,有两个亟待解决的问题:
1、为什么磁导率变化的磁质在磁场中会有电磁力?
2、永磁体和永磁体之间的力产生的原理?



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