永磁同步电机 24槽配4极单层绕组转矩脉动率很大怎么优化呢

z159796640 · 发表于 2023-3-11 15:45

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本帖最后由 z159796640 于 2023-3-11 16:02 编辑

最近做了一款24槽4极的永磁同步电机（输出功率30KW，额定转速8000rpm）
绕组为单层绕组磁钢安装方式为内嵌式
转子斜极处理，齿槽转矩也比较低了（峰峰值0.08N.m）
仿真加理想正弦波电流源（id=0）
但是仿真出来的转矩脉动率高达7%
有什么优化的方式可以将转矩脉动率降低至3%以内吗？

z159796640 · 发表于 2023-3-11 15:50

外形结构如图所示

z159796640 · 发表于 2023-3-11 15:52

齿槽转矩仿真波形图

z159796640 · 发表于 2023-3-11 16:01

最大扭矩：19.68N.m 最小：17.1N.m
转矩脉动率=（最大-最小）/（最大+最小）*100%= 7.01%

小雨a · 发表于 2023-3-11 16:13

内嵌式为啥用id=0呢？

小雨a · 发表于 2023-3-11 16:15

单层绕组转矩脉动是大一点，你这个不均匀气隙都做了还是大的话建议扫一下极弧系数、槽开口宽度，或者换双层绕组。另外问Jmag斜极怎么做的呀？

z159796640 · 发表于 2023-3-11 16:25

小雨a 发表于 2023-3-11 16:15
单层绕组转矩脉动是大一点，你这个不均匀气隙都做了还是大的话建议扫一下极弧系数、槽开口宽度，或者换双层 ...

把Multi Slice 拖到转子和磁钢上即可

z159796640 · 发表于 2023-3-11 16:28

小雨a 发表于 2023-3-11 16:15
单层绕组转矩脉动是大一点，你这个不均匀气隙都做了还是大的话建议扫一下极弧系数、槽开口宽度，或者换双层 ...

主要是考虑单层绕组的加工工艺比双层绕组要简便一些。
另外我描述有误，内嵌我扫描了转矩角，这个角度就是最大的转矩点了

z159796640 · 发表于 2023-3-11 16:54

小雨a 发表于 2023-3-11 16:15
单层绕组转矩脉动是大一点，你这个不均匀气隙都做了还是大的话建议扫一下极弧系数、槽开口宽度，或者换双层 ...

改用双层绕组也是一样的，我现在怀疑是不是定子齿部磁通密度到1.74T 导致的

小雨a · 发表于 2023-3-11 21:59

z159796640 发表于 2023-3-11 16:54
改用双层绕组也是一样的，我现在怀疑是不是定子齿部磁通密度到1.74T 导致的

双层短距不会没有效果吧？

风吹麦浪 · 发表于 2023-3-12 12:00

你仿真负载时考虑到转子斜极没有？极弧系数可以调整调整，

小飞侠070707 · 发表于 2023-3-14 11:12

小雨a 发表于 2023-3-11 21:59
双层短距不会没有效果吧？

整距时双层绕组没有效果。
最简单的就是增加斜极，复杂点的就是扫描你说的几个结构数据。

zxf02105 · 发表于 2023-3-15 16:52

转矩脉动不应该是（最大-最小）/有效平均值么？

z159796640 · 发表于 2023-3-16 09:10

zxf02105 发表于 2023-3-15 16:52
转矩脉动不应该是（最大-最小）/有效平均值么？

我也觉得很困惑，国标GB/T30549-2014中规定永磁交流伺服电机的转矩波动系数
计算方式为（最大-最小）/（最大+最小）*100%

但是大部分论文中计算又是入您所描述的那样去计算

z159796640 · 发表于 2023-3-16 09:19

风吹麦浪发表于 2023-3-12 12:00
你仿真负载时考虑到转子斜极没有？极弧系数可以调整调整，

考虑斜极了，要不然齿槽转矩降不下来呢。极弧系数也调整了，但是效果也不是很理想

zxf02105 · 发表于 2023-3-16 09:55

z159796640 发表于 2023-3-16 09:19
考虑斜极了，要不然齿槽转矩降不下来呢。极弧系数也调整了，但是效果也不是很理想

个人经验是你可以考虑尝试下D轴的气隙小于Q轴气隙的冲片试下，你这种类型的冲片我也试过，转矩脉动也是一直都不理想

z159796640 · 发表于 2023-3-16 09:56

zxf02105 发表于 2023-3-16 09:55
个人经验是你可以考虑尝试下D轴的气隙小于Q轴气隙的冲片试下，你这种类型的冲片我也试过，转矩脉动也是一 ...

好的，谢谢您的指导。有空我仿真一下看看

Daixx · 发表于 2023-3-16 10:40

对于转矩脉动，我调转子冲片靠近磁桥的辅助槽尺寸会有很好效果（V型），原理就是让气隙磁密波形平滑过渡，不要陡变，可以试试。

z159796640 · 发表于 2023-3-16 11:20

Daixx 发表于 2023-3-16 10:40
对于转矩脉动，我调转子冲片靠近磁桥的辅助槽尺寸会有很好效果（V型），原理就是让气隙磁密波形平滑过渡， ...

您好！谢谢您的指导，有类似的图片可以参考一下吗？谢谢您

小雨a · 发表于 2023-3-16 21:05

z159796640 发表于 2023-3-16 11:20
您好！谢谢您的指导，有类似的图片可以参考一下吗？谢谢您

他说的你已经做了，就是你图片里的，辅助槽靠近磁钢槽磁桥

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