扁线电机仿真

zengxiaodong · 发表于 2020-11-8 14:19

在《关于扁线电机讨论》这个帖子中，我给出了电动状态的磁力线动画，为了对应，下面给出发电状态下的磁力线动画

可见，除了磁力线偏斜方向不一致外，看不出有什么其他的明显区别，这从前面Az路径映射结果也可以得出类似的结论。

zengxiaodong · 发表于 2020-11-10 08:11

所以，扁线电机仿真的主要内容，就是集中于导体的涡流损耗问题，这个问题在大型电机、大型变压器中是一个经典的问题，因此，完全可以参考大电机、大变压器的相关文献资料。

补充内容 (2020-11-11 22:10):
Motor-CAD绕组交流损耗计算方法白皮书
https://bbs.simol.cn/thread-176279-1-1.html

zengxiaodong · 发表于 2020-11-15 17:33

本帖最后由 zengxiaodong 于 2020-11-15 17:53 编辑

关于同一槽内不同相线圈的电流问题，程福秀《现代电机设计》做了精辟的论述，该部分内容节选如下，这部分内容也是换位问题的很好参考资料。

现代电机设计_节选.pdf (390.32 KB, 下载次数: 7)

无标题.png

zengxiaodong · 发表于 2020-11-25 23:17

关于异相槽内电流的问题，其实在很多年前讨论“物理相数”和“数学相数”时就探讨过了，参见《西莫论坛研讨会第二期——气隙磁场专题》

补充内容 (2020-11-29 10:53):
https://bbs.simol.cn/thread-55725-1-1.html

李凌 · 发表于 2021-3-28 10:50

我们以前做大型发电机，一直都有换位，有360°换位和其他角度换位，这个很早就有了，国内、国外技术都很成熟

zengxiaodong · 发表于 2021-6-5 09:58

本帖最后由 zengxiaodong 于 2021-6-5 10:32 编辑

zengxiaodong 发表于 2020-11-8 14:19
在《关于扁线电机讨论》这个帖子中，我给出了电动状态的磁力线动画，为了对应，下面给出发电状态下的磁力线 ...

最有价值的切割磁力线动画图，倒没有被选用。

扁线电机绕组技术解析（一）.pdf (1.23 MB, 下载次数: 70)

zengxiaodong · 发表于 2021-10-25 14:50

本帖最后由 zengxiaodong 于 2021-10-25 14:53 编辑

罗贝尔换位彩图

微信图片_20211025144030.png

扁线电机的终极解决方案是3D打印，否则很难彻底消除高频导致的导体涡流损耗。

参见如下链接

3D打印导线.rar (131 Bytes, 下载次数: 15)

965485037 · 发表于 2021-12-22 22:08

zengxiaodong 发表于 2020-10-31 06:58
外国砖家也是想当然、拍脑袋！

看了这个以及您的另一个帖子觉得您在扯淡那个帖子回复不了了
首先扁铜线的交流损耗肯定是集肤效应和邻近效应造成的，所谓“切割磁力线引起的涡流效应”就是集肤效应和邻近效应，“切割磁力线引起的涡流效应”这种不专业的叫法还是第一次见。。。还有那个什么集肤效应邻近效应引起的磁力线不一定是同心椭圆啊，别因为这个就否定哈，扁铜绕组槽内磁场之所以呈现出这种平行状态是由于齿槽形状的影响啊。。。这个很基础的东西就不详细赘述，建议把单个齿槽拿出来仿一下，你要是想仿真出同心椭圆你可以把铁心去掉换成空气。。。
还有一个就是扁线单根导体本来就会存在相位不同的情况，而且当频率比较高的时候同根导体的上下侧电流密度是会产生较大相位差的，这个是正常现象。。。

”越靠近槽口，槽漏磁越大，电流分布越不均，越靠近槽口电流密度越大“ 这个也是没错的，只不过这里这个电流密度指的是电流密度有效值（或者峰值也可以）而不是你这个图上的瞬时电流密度。。。同一根导体厚度方向的电流密度相位都不一样，你拿个瞬时时刻的电流密度云图能说明啥问题？这玩意就不是看瞬时电流的，你得看电流有效值才行，下面那个就是电流密度有效值云图。。。
最后我得到的结论：知识一旦学死就容易成为民间科学家。。。

zengxiaodong · 发表于 2022-4-25 16:56

965485037 发表于 2021-12-22 22:08
看了这个以及您的另一个帖子觉得您在扯淡那个帖子回复不了了
首先扁铜线的交流损耗肯定是集肤效应和邻 ...

...首先扁铜线的交流损耗肯定是集肤效应和邻近效应造成的...

请不要滥竽充数，也就是不要合奏而要独奏，要严格区分出来究竟是集肤效应、还是邻近效应？还是两者皆有？
已经在百度百科里面查出了邻近效应的解释，邻近效应指的是靠近的导线其电流相反的情形，而电机槽内不同导线的电流不可能相反（相位差大于90度就可归结到电流相反），最大相位差只有60度而已！

另外一个重要的问题：槽内导线电流密度分布，在电动状态和发电状态是完全不同的，你如何解释呢？

sslsslklo · 发表于 2022-5-5 16:02

zengxiaodong 发表于 2022-04-25 16:56
...首先扁铜线的交流损耗肯定是集肤效应和邻近效应造成的...

请不要滥竽充数，也就是不要合奏而要独奏，要严格区分出来究竟是集肤效应、还是邻近效应？还是两者皆有？
已经在百度百科里面查出了邻近效应的解释，邻近效应指的是靠近的导线其电流相反的情形，而电机槽内不同导线的电流不可能相反（相位差大于90度就可归结到电流相反），最大相位差只有60度而已！

另外一个重要的问题：槽内导线电流密度分布，在电动状态和发电状态是完全不同的，你如何解释呢？

看了您的结论感觉挺深奥的，还要再好好学习一下。不过我也觉得集肤效应、临近效应应该属于导体自身电磁场的影响效果，只不过有再加磁场后没办法准确的区分出来了。
我其实在做高速电机，请问我图片这个文献里说的PM磁场涡流效应和您说的是一种效果吗，有时间可以帮忙看一下这个文献，帮忙解惑

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小雨a · 发表于 2022-6-17 09:17

zengxiaodong 发表于 2022-4-25 16:56
...首先扁铜线的交流损耗肯定是集肤效应和邻近效应造成的...

曾老师的发言总是让人眼前一亮！
不过曾老师，我觉得上面内位说电流密度应该看有效值而不是瞬时值比较有道理啊，您怎么看呢。
您的另一篇帖子有人提到过，邻近效应和集肤效应的本质都是涡流效应，您也特别关注绕组的涡流效应，那么扁线绕组仿真AC损耗是不是就仿真涡流损耗就可以了呢。

zengxiaodong · 发表于 2022-6-17 11:42

小雨a 发表于 2022-6-17 09:17
曾老师的发言总是让人眼前一亮！
不过曾老师，我觉得上面内位说电流密度应该看有效值而不是瞬时值比较有 ...

你们理解是否有偏差？

我一直强调的是要看动画，也就是说必须确切知道每一个瞬时值，而决不仅仅是只有某一个时刻的瞬时值！

在知道动态过程每一个瞬时值的条件下，自然也就可以导出有效值，反之则不然，即知道了有效值并不能代表一个确切的动态过程。

zengxiaodong · 发表于 2022-8-1 11:17

本帖最后由 zengxiaodong 于 2022-8-1 11:59 编辑

sslsslklo 发表于 2022-5-5 16:02
看了您的结论感觉挺深奥的，还要再好好学习一下。不过我也觉得集肤效应、临近效应应该属于导体自身电磁场 ...

能否上传PDF版论文全文？

Efficiency Optimization of a 100W 500 000rpm Permanent-Magnet Machine Including.pdf (334.23 KB, 下载次数: 12)

zengxiaodong · 发表于 2022-9-15 16:50

zengxiaodong 发表于 2021-6-5 09:58
最有价值的切割磁力线动画图，倒没有被选用。

下载量达到41了，还算可观，第二部分如下。

扁线电机绕组技术解析(二).pdf (2.17 MB, 下载次数: 26)

zengxiaodong · 发表于 2022-9-16 09:15

小雨a 发表于 2022-6-17 09:17
曾老师的发言总是让人眼前一亮！
不过曾老师，我觉得上面内位说电流密度应该看有效值而不是瞬时值比较有 ...

关于瞬时值和有效值问题，再次答复如下：

1、考察扁线导体的交流损耗，最终损耗结果确实是以有效值来衡量；

2、而讨论扁线导体中的电流密度分布时，不应以有效值而应以瞬时值来描述；

3、从我前述关于“切割磁力线”原理得出的槽内各点切割反电势（代表了电磁场的中的E）来看，每根扁线内外侧电势差是交变的；

4、从而导致扁线导体中电密分布有不同的模式：有时内侧电密高，有时外侧电密高，因此，扁线导体电密的瞬时分布图是这样的；

5、如果要计算交流损耗，那么要积分计算导体各处的焦耳损耗，也就是此时得到的结果是有效值，其示意性的结果应该如下：

6、但是在发电状态时（假设永磁电机），上述第3条的图形不变，而交流损耗的分布模式是会发生根本改变的，扁导体交流损耗示意性结果如下：

7、无论如何，也就是无论讨论电流密度还是讨论交流损耗，也无论是以瞬时值还是有效值计算，均不可能出现下面的结果

补充内容 (2022-9-25 14:49):
第6条，发电状态的电密分布图有误！

补充内容 (2022-10-24 14:00):
第6条，发电状态的电密分布图没有错误！这是指电流绝对值而言

zengxiaodong · 发表于 2022-9-16 12:28

这个电流密度分布图，我也有所怀疑。

小雨a · 发表于 2022-9-17 22:05

zengxiaodong 发表于 2022-9-16 12:28
这个电流密度分布图，我也有所怀疑。

这两张图应该都是Jmag的吧，曾老师得找Jmag的工程师问问他们怎么搞的了

zengxiaodong · 发表于 2022-9-18 10:46

小雨a 发表于 2022-9-17 22:05
这两张图应该都是Jmag的吧，曾老师得找Jmag的工程师问问他们怎么搞的了

我已经告诉Motor-CAD了，等着新版本改进吧；至于Jmag我就不找了，怕万一碰到人民科学家会比较尴尬。

涡电流发电.png

zengxiaodong · 发表于 2022-9-18 14:45

Jmag也有正确的结果，毛主席深刻指出：“武器是战争的重要的因素，但不是决定的因素，决定的因素是人不是物！”

看来还是跟使用的人有很大的关系！

Jmag电流密度.png

补充内容 (2022-9-20 09:12):
请参见

补充内容 (2022-9-20 09:12):
https://bbs.simol.cn/thread-207371-1-1.html

zengxiaodong · 发表于 2022-9-20 09:43

外文文献中，扁线电密云图错误结果，原文请到楼上补充链接的帖子下载

《Hairpin Windings: Sensitivity Analysis and Guidelines to Reduce AC Losses》

错误的电密分布.png

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[Maxwell] 扁线电机仿真

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