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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.7]常住居民III

发表于 2020-7-23 11:59 | 显示全部楼层
上述5个特征的某几个,从对坡印廷矢量的分析中就可以得出,也就是殊途同归。

尤其是槽口坡印廷矢量动画,以及铁心坡印廷矢量动画,深刻揭示了电机能量流动的细节,从中也可以得出电机转矩产生的具体部位————槽口!
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[LV.7]常住居民III

发表于 2020-7-29 09:21 | 显示全部楼层
本帖接下来还想探讨一个极其重要的议题,那就是电机的转矩脉动问题。众所周知,一般电机的转矩脉动频率为6f,我们要讨论的问题就是为什么是这个脉动频率?
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[LV.7]常住居民III

发表于 2020-7-29 09:26 | 显示全部楼层
在这本经典著作中(全书可以到这个帖子下载,https://bbs.simol.cn/thread-87117-1-1.html ),有数学上纯理论的推导,计算得到脉动频率为6f这个结论,可惜其推理过程是错误的!


无标题.png

转矩脉动推导过程摘录
纹波转矩和齿槽转矩.pdf (638.29 KB, 下载次数: 18)

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[LV.7]常住居民III

发表于 2020-7-29 09:41 | 显示全部楼层
本帖最后由 zengxiaodong 于 2020-7-29 09:42 编辑

在本坛另一神贴《气隙磁场波形的优化》中,https://bbs.simol.cn/thread-159982-1-1.html

从该神贴的60楼开始,讨论了转矩脉动的问题,尤其是转矩脉动与相带数之间的关系,并且提供了一系列的计算实例。

不过,仅此而已,虽然已经足以证明郭书中推导计算的错误,可那个时候还不具备彻底解决转矩脉动问题的条件。
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[LV.6]常住居民II

发表于 2020-7-29 11:05 | 显示全部楼层
这个问题没必要讨论下去,实在是东拉西扯,不知所云
还不如讨论一下这个帖子
https://bbs.simol.cn/forum.php?m ... 9&fromuid=31882
毕竟,轴承影响气隙,气隙影响磁场,磁场影响转矩

先把根本 问题讨论清楚了,一切才有意义
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[LV.7]常住居民III

发表于 2020-10-3 08:02 | 显示全部楼层
今天刚看到扁线电机的报告,其中关于扁线涡流损耗的说法值得商榷。如果作者仔细看过本帖而且完全看懂了,就会有比下面截屏更完善的说法。

扁线涡流损耗.png
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[LV.7]常住居民III

发表于 2020-10-3 08:15 | 显示全部楼层
本帖最后由 zengxiaodong 于 2020-10-3 16:32 编辑

其实槽内导体切割磁力线是完全必要的,也是电机正常工作所必须,而且,通俗地来说,导体切割磁力线是一根都不能少!
那么,是不是对导体的涡流损耗就无所作为了呢?当然不是这样的,除了多股细线这个传统方式以外,也还有其他的优化措施,这个优化措施就是基于槽内磁力线的运动方式。

前面我发过很多宽而浅的槽形内切割磁力线的动画,其磁力线的运动方式基本上是横扫槽内导体的;但是对于深而窄的槽形,磁力线的切割方式有很大的不同——————磁力线沿槽深方向(电机径向)扫过槽内导体。

因此,可以根据磁力线的切割方式来尽可能地合理布置导体的放置方式,避免磁力线扫过导体过大的连续表面。

ooo.gif

补充内容 (2020-10-4 09:19):
普锐斯的电机,槽形更深更窄,磁力线沿径向切割的特征更加明显!

补充内容 (2020-10-11 16:56):
Pruis2010的槽内切割磁力线极其迅速,动画请参见
https://bbs.simol.cn/thread-164087-1-1.html
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[LV.7]常住居民III

发表于 2020-10-17 20:57 | 显示全部楼层
3D打印的扁线绕组,可以很好地对抗槽内切割磁力线导致的涡流损耗。
例如Prius的电机转速越来越高,从13500r/min增加到了17000r/min,对应的频率从900Hz增加到1133Hz,因此会产生可观的交流电阻损耗。

1000.jpg
1000 (1).jpg
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[LV.7]常住居民III

发表于 2020-10-21 09:44 | 显示全部楼层
zengxiaodong 发表于 2020-10-17 20:57
3D打印的扁线绕组,可以很好地对抗槽内切割磁力线导致的涡流损耗。
例如Prius的电机转速越来越高,从13500 ...

其实这个图不是很贴切完善。
因为图示这种槽形是宽而浅的,其槽底磁力线的扫掠方式与深窄槽完全不同,本帖前面楼层发了不少宽浅槽的切割磁力线动画,对照动画就可一目了然。
如果磁力线垂直槽底掠过,则图示槽底处线圈是以大平面垂直磁力线的,恰好会产生最大的涡流!

补充内容 (2020-11-10 08:06):
https://bbs.simol.cn/thread-196420-1-1.html
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[LV.7]常住居民III

发表于 2020-11-8 23:29 | 显示全部楼层
在《关于扁线电机讨论》这个帖子中,我对于临近效应放了一炮,提出电机里面并不存在临近效应
下面对于经典的临近效应模型,用切割磁力线的动画来直观展示出来。

ooo.gif


补充内容 (2020-11-10 19:28):
很明显可以看出,两导线靠近的区域切割磁力线更慢,因此局部感应电势更小,也就是阻碍电势更小,从而就有更大的电流。而最小电流的区域是在磁力黑洞附近!
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该用户从未签到

发表于 2020-11-10 10:09 | 显示全部楼层
我就是一个小虾米,我同意40楼的观点,电机转矩的产生就是两个磁场相互作用的结果,磁力线只是磁场的具象化(说白了就是为了便于大家理解磁场用的,不要本末倒置了),搞得那么复杂干什么,只要在实际工程应用中能得到正确的结果就行了,我们只是工程应用而已。
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[LV.7]常住居民III

发表于 2020-11-11 20:36 | 显示全部楼层
类似于我在几个关于扁线电机涡流损耗的讨论 扁线电机仿真-西莫电机圈0 -.pdf (2.85 MB, 下载次数: 15) ,可以进一步对临近效应的模型做定量的分析
file003.png

导线的直径是20mm,左右导线之间的空隙2mm,正弦电流的幅值6300A,把矢量磁位Az映射到上图的路径上,Az路径映射结果动画如下。

ooo.gif
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[LV.7]常住居民III

发表于 2020-11-11 20:42 | 显示全部楼层
在路径上取3个代表性的点:点1、点2、点3点都取在左导体上,其中点2为左导体的圆心。

这3个点的Az以及Az变化率如下:

Graph7.jpg
Graph8.jpg
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发表于 2021-6-2 12:29 来自手机 | 显示全部楼层
本帖最后由 zengxiaodong 于 2021-6-2 12:31 编辑

咋成了一堆乱码?

补充内容 (2021-6-12 18:21):
经典的电磁学理论认为,磁位仅仅是一个用来求解麦克斯韦尔方程组的中间变量,并没有具体的物理意义!从本帖讨论看来,似乎要重新审视磁位的意义,尤其是二维问题中的矢量磁位Az,可以认为有明确的物理意义...
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[LV.3]偶尔看看II

发表于 2021-7-1 11:05 | 显示全部楼层
zengxiaodong 发表于 2019-12-16 18:55
这个帖子可以收尾了,我在此作一个总结。

本帖的主线其实是“切割磁力线”,从这个初中或高中就有的概念 ...

这里说的实心转子是指什么?
不会是我们通常见到的实心转子吧,现在一些小功率的伺服电机不都是实心转子吗
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[LV.1]初来乍到

发表于 2021-7-9 20:36 来自手机 | 显示全部楼层
直流电机,转子是由线圈绕制而成,这种是依靠通电导线切割磁力线运动。而永磁同步电机,如集中绕组,一个齿上线圈两边的电流相反,用左手定则,通电导线所受力方向正好相反,可以理解为线圈受力就为0了。它是依靠正弦交流电和换相,形成一个旋转磁场,(定子N极与S极相对),而旋转磁场带动转子转动的,相当于牛拉车。由于导线的磁导率比冲片磁导率小的多,所以磁力线大部分沿这齿,而槽内磁力线就特别少了。
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[LV.7]常住居民III

发表于 2021-10-26 08:47 | 显示全部楼层
本帖最后由 zengxiaodong 于 2021-10-26 08:53 编辑
zengxiaodong 发表于 2020-10-17 20:57
3D打印的扁线绕组,可以很好地对抗槽内切割磁力线导致的涡流损耗。
例如Prius的电机转速越来越高,从13500 ...

3D打印的扁线绕组,最好是能打印成罗贝尔换位绕组。

因为即使导体分层,也不能消除层间的环流,必须槽内换位才能消除环流。


144831je9jce8zuj9se8eu.png
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该用户从未签到

发表于 2021-10-31 16:02 | 显示全部楼层
ht-tps://pan.baidu.com/s/1Or6BjPK9azuc4YvJIjEWwQ
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[LV.3]偶尔看看II

发表于 2022-3-22 12:24 | 显示全部楼层
zengxiaodong 发表于 2019-10-26 09:47
1、磁力线本来就是不存在的东东,只是用来理解磁场的一个工具而已。前面已经回答过了,由于磁力线是等磁 ...

讲的有道理,赞同
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[LV.7]常住居民III

发表于 2022-3-29 16:34 | 显示全部楼层
楼上的小吖木,看你是越来越糊涂了。永磁体周围的磁力线不存在,那存在什么呢。因为看不见就是不存在?不存在磁力线,是否意味着就是磁场也不存在吗?那什么存在?就如中医、西医之穴位经络之争吗?西医说,解剖上没看到,没看不到就是不存在吗?磁力线是帮你理解的永磁体周围存在着磁场,帮你看清楚磁场的分步和走向。
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