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[讨论] 关于永磁同步电机齿槽转矩优化问题

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[LV.1]初来乍到

发表于 2020-4-14 09:04 | 显示全部楼层 |阅读模式

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近期仿真了一款永磁同步电机(10P12Z-56Nm/3300rpm),在优化齿槽转矩过程中出现了些疑惑,共仿真了6种情况:
1、不加辅助槽和斜槽时仿真结果pk2pk=303.7mNm;
2、单独斜0.1个槽时pk2pk=111.3mNm;
3、单独斜0.2个槽时pk2pk=285.7mNm;
4、增加一个辅助槽(优化过的)时pk2pk=11.9mNm;
5、在斜0.1个槽的基础上再增加跟4相同的辅助槽时pk2pk=53.6mNm;
6、在斜0.2个槽的基础上再增加跟4相同的辅助槽时pk2pk=97.3mNm。
从上面6种情况看,只增加一个优化的辅助槽时仿真效果是最好的,但是实际上为什么很少看见只开辅助槽来减弱齿槽转矩的(仿真的另一个模型也有相同的趋势)
下面附上齿槽转矩仿真波形:

斜0.2个槽

斜0.2个槽

斜0.1个槽

斜0.1个槽

不加辅助槽和斜槽

不加辅助槽和斜槽

增加一个(优化过的)辅助槽

增加一个(优化过的)辅助槽

斜0.1个槽再加跟4相同的辅助槽

斜0.1个槽再加跟4相同的辅助槽

斜0.2个槽再加跟4相同的辅助槽

斜0.2个槽再加跟4相同的辅助槽
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[LV.5]常住居民I

发表于 2020-4-14 09:51 | 显示全部楼层
请问您齿槽转矩测试的具体方法是怎样的?
WeChat Image_20200414095017.png
比这种更好的方法是什么?
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[LV.7]常住居民III

发表于 2020-4-14 10:59 | 显示全部楼层
本帖最后由 zengxiaodong 于 2020-4-14 12:13 编辑

我通过有限元仿真发现,当不用永磁体时,齿槽转矩几乎总是为零,不知道实际中为何大家不是全都用这种不含永磁体的电机呢?

点评

这话说得,,电机应用何其多,不同场合用不同电机  详情 回复 发表于 2020-4-14 12:41
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[LV.1]初来乍到

 楼主| 发表于 2020-4-14 11:10 | 显示全部楼层
FortuneZhao 发表于 2020-4-14 09:51
请问您齿槽转矩测试的具体方法是怎样的?

比这种更好的方法是什么?

我们是用传统方式——砝码来测的
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[LV.5]常住居民I

发表于 2020-4-14 12:41 | 显示全部楼层
zengxiaodong 发表于 2020-4-14 10:59
我通过有限元仿真发现,当不用永磁体时,齿槽转矩几乎总是为零,不知道实际中为何大家不是全都用这种不含永 ...

这话说得,,电机应用何其多,不同场合用不同电机
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[LV.5]常住居民I

发表于 2020-4-16 09:45 | 显示全部楼层
伺服电机开辅助槽的何其多
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[LV.6]常住居民II

发表于 2020-4-16 14:34 | 显示全部楼层
削弱齿槽转矩,不同的电机,方式是不一样的。但目的都是通过改变齿槽转矩的周期或者次数,来进行削弱。你这个电机,是集中是绕组,不建议采用斜槽。增加辅助槽,改变了谐波次数。所以,齿槽转矩变化的比较明显。你可以试下12槽8极的,你会发现增加一个辅助槽,齿槽转矩不减反曾。所以说,有的时候削弱齿槽转矩要多管齐下。开辅助槽、斜极、不等极弧系数等。
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[LV.1]初来乍到

发表于 2020-5-16 09:23 来自手机 | 显示全部楼层
zengxiaodong 发表于 2020-04-14 10:59
本帖最后由 zengxiaodong 于 2020-4-14 12:13 编辑

我通过有限元仿真发现,当不用永磁体时,齿槽转矩几乎总是为零,不知道实际中为何大家不是全都用这种不含永磁体的电机呢?

那不就的磁阻电机了吗?
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[LV.3]偶尔看看II

发表于 2020-5-16 10:46 | 显示全部楼层
你后面三张情况,Cogging都没有收敛,上下不对称,不晓得算的对不对。
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[LV.6]常住居民II

发表于 2020-5-16 19:41 | 显示全部楼层
tupengtao100 发表于 2020-4-16 14:34
削弱齿槽转矩,不同的电机,方式是不一样的。但目的都是通过改变齿槽转矩的周期或者次数,来进行削弱。你这 ...

12槽8极 加一个辅助槽 肯定不减反增了 因为变成整数槽了
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[LV.2]偶尔看看I

发表于 2020-7-11 10:17 来自手机 | 显示全部楼层
zengxiaodong 发表于 2020-4-14 10:59
我通过有限元仿真发现,当不用永磁体时,齿槽转矩几乎总是为零,不知道实际中为何大家不是全都用这种不含永 ...

如此看来,永磁电机的齿槽转矩就是一个伪命题了!!齿槽转矩不是因为永磁体而是由于齿和槽!
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[LV.7]常住居民III

发表于 2020-7-11 15:03 | 显示全部楼层
zengxiaodong 发表于 2020-4-14 10:59
我通过有限元仿真发现,当不用永磁体时,齿槽转矩几乎总是为零,不知道实际中为何大家不是全都用这种不含永 ...

其实大家都在等着你的宇宙系列电机出现呢?11极,13极。。。等。那样也不用你劳神去计算带有永磁体材料的电机的齿槽转矩问题了。所有的人乃至全世界的人们都要绊倒在你面前去。大神也!!真的大神!!!
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发表于 2020-7-11 17:46 | 显示全部楼层
十二飞帝 发表于 2020-7-11 10:17
如此看来,永磁电机的齿槽转矩就是一个伪命题了!!齿槽转矩不是因为永磁体而是由于齿和槽!

齿槽转矩确实不值得太多讨论。
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[LV.7]常住居民III

发表于 2020-7-12 13:25 | 显示全部楼层
十二飞帝 发表于 2020-7-11 10:17
如此看来,永磁电机的齿槽转矩就是一个伪命题了!!齿槽转矩不是因为永磁体而是由于齿和槽!

永磁电机的齿槽转矩不是永磁体存在而存在,那是什么原因呢?你和“大师”好好做吧,大家都在等待着呢
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发表于 2020-7-12 13:28 | 显示全部楼层
两位“二”货,最终还是在研究先有鸡,还是先有蛋的怪圈之中了吧
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[LV.2]偶尔看看I

发表于 2020-7-12 17:47 | 显示全部楼层
欧阳庆 发表于 2020-7-12 13:25
永磁电机的齿槽转矩不是永磁体存在而存在,那是什么原因呢?你和“大师”好好做吧,大家都在等待着呢

只需要再考虑两个问题:
1、永磁无槽电机有没有齿槽转矩?
2、电励磁有槽电机有没有齿槽转矩?
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[LV.7]常住居民III

发表于 2020-7-12 20:58 | 显示全部楼层
对于永磁无槽电机,是否有齿槽转矩,我不清楚,需要你去研究了。对于电励磁电机(目前不清楚你讲的是什么),如果是同步的,在通常状态下肯定没有齿槽转矩。你见过哪个电机在没有任何通电的情况下有齿槽转矩的?永磁的除外。至于永磁有齿槽转矩的原因,用脚趾头想想就会明白。
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[LV.6]常住居民II

发表于 2020-7-13 13:49 | 显示全部楼层
我比较认同欧阳大师的观点,齿槽转矩是由于电枢铁心开槽,有趋于最小磁阻位置的倾向而产生的周期性转矩,从本质上讲,齿槽转矩是永磁体磁场与齿槽间作用力的切向分量。齿槽转矩总是试图将转子定位在某一位置,因此齿槽转矩又称定位转矩。齿槽转矩与电枢电流无关,是定转子相对位置的函数, 与极槽配合及齿槽和磁极的结构尺寸等有很大关系
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