永磁同步电机永磁体涡流损耗极大

doulitangduo

本人电机设计菜鸟，最近设计的永磁同步电机遇到问题。本人电机额定值50kW，10000rpm，270V。在初步设计并用Ansys仿真时发现，电机转子永磁体涡流损耗极大，达到了2.5kW，铁芯损耗才880W，怎么可能永磁体有如此大的涡流损耗？我不知道是电机设计的问题还是软件设置的问题。请各位大神救救我！电机模型附上。

轩轩

加一个磁钢面点流为0的设置。

Roy_jxust

看了下你的文件

发现你的永磁材料跟平常所用的钕铁硼不一样   你的是钐钴

我用你的方案修改了下永磁材料 由钐钴改为常见的钕铁硼  涡流损耗由2.1kW变为1.2kW  铁心等损耗分配较钐钴也发生了改变

现将结果贴上

01. 钐钴



02. 钕铁硼

herrwitz

1.  仿真方面：比较明显的一点是你的磁钢网格密度太低了，时间步长可能也大了。我现在把你的磁钢模型改成5层网格，步长缩减为5 us，仿真出来的磁钢损耗大概在3 kW。

2.  设计方面：集中绕组磁动势谐波太大，我觉得这个数量级的涡流损耗也不难想象吧。一定要用12槽10极的话尽量加大气隙，能不用表贴式就别用表贴式了。另外不考虑电流谐波的话可以考虑给磁钢分段。

doulitangduo

herrwitz 发表于 2020-2-4 16:03
1.  仿真方面：比较明显的一点是你的磁钢网格密度太低了，时间步长可能也大了。我现在把你的磁钢模型改成5 ...

多谢。仿真设置按照您说的改了以后，永磁体的涡流损耗更大了，是不是这个模型主要的问题就是集中绕组加表贴式永磁体，所以会导致磁钢损耗大？模型本身参数设置还有什么问题吗？如果是电机设计问题，是不是大功率的电机一般采用分布式绕组加内置式永磁体会比较好？

doulitangduo

轩轩 发表于 2020-2-4 09:04
加一个磁钢面点流为0的设置。

您说的是给永磁体加0电流激励吗？这个我已经加过了。

doulitangduo

Roy_jxust 发表于 2020-2-4 11:39
看了下你的文件

发现你的永磁材料跟平常所用的钕铁硼不一样   你的是钐钴

多谢您的帮助，不过我这个电机要求的永磁体就是钐钴。

doulitangduo

另外，还想问下各路大神，我这个电机的空载转矩不为零，是一个负值，不知道为什么，希望大神们给予帮助。

drf63329272

doulitangduo 发表于 2020-02-04 18:24
多谢您的帮助，不过我这个电机要求的永磁体就是钐钴。

楼主你们材料用钐钴是基于什么考虑

来自安卓APP客户端

Roy_jxust

doulitangduo 发表于 2020-02-04 18:24
多谢您的帮助，不过我这个电机要求的永磁体就是钐钴。

钐钴的涡流损耗比钕铁硼的大

来自苹果APP客户端

doulitangduo

drf63329272 发表于 2020-2-4 19:26
楼主你们材料用钐钴是基于什么考虑

电机应用环境，我们电机的应用环境比较极端

herrwitz

doulitangduo 发表于 2020-2-4 18:22
多谢。仿真设置按照您说的改了以后，永磁体的涡流损耗更大了，是不是这个模型主要的问题就是集中绕组加表 ...

按我的理解集中绕组加表贴式永磁体是主要问题。要考虑涡流损耗的话选磁动势谐波含量尽量小的分布式绕组，磁铁尽量离定子远一点。

Reluktanz_xu

doulitangduo 发表于 2020-2-4 18:55
另外，还想问下各路大神，我这个电机的空载转矩不为零，是一个负值，不知道为什么，希望大神们给予帮助。

这个是齿槽扭矩，理论上来说是齿槽扭矩是关于零点上下震动的，但是齿槽扭矩的计算对网格的要求比较的高，特别是气隙内的网格，如果网格分的不好，可能会出现你这种情况。

给我减5块

我现在涡流损耗也出现了问题，涡流损耗不随着永磁体分段深度的变化而变化，一直是一个值，我勾了Eddy effects，但是我没弄零电流激励，昨天看见论坛里有人说，我设置了后，涡流损耗就等于0了（这个可能是我没弄对），不知道大家有什么看法，我的也是12槽10极集中绕组，表贴式，，二维的

sjw1015

楼主，您好
我最近仿真12槽10极表贴电机的时候也遇到了永磁体涡流损耗大的问题，请问您最后是更换了极槽配比还是其他方法解决的。

zengxiaodong

你看看12槽16极电机负载场的动画，就可以直观看出转子（含永磁体）的涡流

zengxiaodong

这是减少永磁体涡流损耗的可行措施

zengxiaodong

sjw1015 发表于 2022-8-29 22:16
楼主，您好
我最近仿真12槽10极表贴电机的时候也遇到了永磁体涡流损耗大的问题，请问您最后是更换了极槽配 ...

同样的定子，同样的线圈，转子从16极换成8极，则转子涡流显著减少

sjw1015

zengxiaodong 发表于 2022-8-30 14:22
同样的定子，同样的线圈，转子从16极换成8极，则转子涡流显著减少

谢谢您的回复，了解了

zengxiaodong

zengxiaodong 发表于 2022-8-30 10:00
这是减少永磁体涡流损耗的可行措施

我们的磁钢做成这样，分段、每段割缝、且表面镀锌改为环氧树脂涂装，
以上综合措施既增强了抗盐雾能力，也大幅度减小了涡流损耗。