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[Maxwell] 9槽6极永磁无刷直流电机,为什么仿真的结果和实物测量差很多?

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发表于 2023-4-11 10:29 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 中国福建厦门

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本帖最后由 13328037063 于 2023-4-11 17:50 编辑

9槽6极  DC24V   输入功率50W 输出18W  5000rpm φ0.6 N35星接 效率26%左右 电流1点几A ,转子是粘结磁环+注塑体+陶瓷转轴的结构 ,为什么仿真结果出来电流变成十几A,效率也只有十几
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 楼主| 发表于 2023-4-11 10:30 来自手机 | 显示全部楼层 来自: 中国福建
本帖最后由 13328037063 于 2023-4-11 17:51 编辑

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[LV.6]常住居民II

发表于 2023-4-11 10:50 | 显示全部楼层 来自: 中国江苏常州
往前移动到 8000rpm的位置,输出功率 50W,效率明显高。 你为什么选择后点呢? 电机堵转需求? 还是?
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 楼主| 发表于 2023-4-11 10:58 | 显示全部楼层 来自: 中国福建厦门
fullingmotor 发表于 2023-4-11 10:50
往前移动到 8000rpm的位置,输出功率 50W,效率明显高。 你为什么选择后点呢? 电机堵转需求? 还是?

因为我看仿真结果里的Full-Load Operation里的Rated Speed是1767.2 所以我才选了这个点
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[LV.1]初来乍到

发表于 2023-4-11 11:22 | 显示全部楼层 来自: 美国
那说明仿真设置有问题
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 楼主| 发表于 2023-4-11 13:38 | 显示全部楼层 来自: 中国福建厦门
lizhen2979371 发表于 2023-4-11 11:22
那说明仿真设置有问题

楼上有我的仿真数据图片,能帮我看一下吗
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[LV.1]初来乍到

发表于 2023-4-11 16:59 | 显示全部楼层 来自: 美国
建议用2D仿真吧 RM很多设置不能自由设置
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[LV.3]偶尔看看II

发表于 2023-4-12 08:24 | 显示全部楼层 来自: 中国江苏常州
本帖最后由 春哥学电机1 于 2023-4-12 08:30 编辑

计算结果发出来看看呢
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 楼主| 发表于 2023-4-12 10:20 | 显示全部楼层 来自: 中国福建厦门
春哥学电机1 发表于 2023-4-12 08:24
计算结果发出来看看呢

是这个吗?         BRUSHLESS PERMANENT MAGNET DC MOTOR DESIGN

                        File: 24V.res


     GENERAL DATA

Rated Output Power (kW):        0.018
Rated Voltage (V):        24
Number of Poles:        6
Given Rated Speed (rpm):        5000
Frictional Loss (W):        0.2925
Windage Loss (W):        0.0675
Rotor Position:        Inner
Type of Load:        Constant Power
Type of Circuit:        Y3
Lead Angle of Trigger in Elec. Degrees:        0
Trigger Pulse Width in Elec. Degrees:        120
One-Transistor Voltage Drop (V):        0.7
One-Diode Voltage Drop (V):        0.7
Operating Temperature (C):        75
Maximum Current for CCC (A):        0
Minimum Current for CCC (A):        0


     STATOR DATA

Number of Stator Slots:        9
Outer Diameter of Stator (mm):          51.7
Inner Diameter of Stator (mm):          27

Type of Stator Slot:        Edited
Symmetric Slot
            Type Info        (mm)
            1       End Width:        2.08958
                     Arc Offset from Slot Center:        0
            2       Height:        0.539266
                     Parallel Slot Width:        0
            8       Radius:        0.485
            2       Height:        0.0615876
                     End Width:        7.26735
            2       Height:        0.0073853
                     End Width:        7.41174
            2       Height:        8.31638
                     End Width:        13.463
            1       End Width:        0
                     Arc Offset from Slot Center:        0

Top Tooth Width (mm):          2.98234
Bottom Tooth Width (mm):          2.98234
Skew Width (Number of Slots)        0

Length of Stator Core (mm):          18
Stacking Factor of Stator Core:        0.97
Type of Steel:        50W800(CRP060)
Designed Wedge Thickness (mm):          0
Slot Insulation Thickness (mm):          0
Layer Insulation Thickness (mm):          0
End Length Adjustment (mm):          0
Number of Parallel Branches:        1
Number of Conductors per Slot:        70
Type of Coils:        22
Average Coil Pitch:        1
Number of Wires per Conductor:        1
Wire Diameter (mm):          0.6
Wire Wrap Thickness (mm):          0.07
Slot Area (mm^2):        89.4146
Net Slot Area (mm^2):        86.8011
Limited Slot Fill Factor (%):        75
Stator Slot Fill Factor (%):        36.2011
Coil Half-Turn Length (mm):          32.6247


     ROTOR DATA

Minimum Air Gap (mm):          2
Inner Diameter (mm):          5
Length of Rotor (mm):          27
Stacking Factor of Iron Core:        0.97
Type of Steel:        50W800(CRP060)
Polar Arc Radius (mm):          11.5
Mechanical Pole Embrace:        1
Electrical Pole Embrace:        0.746969
Max. Thickness of Magnet (mm):          5.6
Width of Magnet (mm):          9.11062
Type of Magnet:        FB19R(CRP060)
Type of Rotor:        1
Magnetic Shaft:        Yes


     PERMANENT MAGNET DATA

Residual Flux Density (Tesla):        0.285
Coercive Force (kA/m):        200.217
Maximum Energy Density (kJ/m^3):        15.5176
Relative Recoil Permeability:        1
Demagnetized Flux Density (Tesla):        0.144483
Recoil Residual Flux Density (Tesla):        0.279348
Recoil Coercive Force (kA/m):        222.305

     MATERIAL CONSUMPTION

Armature Copper Density (kg/m^3):          8900
Permanent Magnet Density (kg/m^3):          7800
Armature Core Steel Density (kg/m^3):          7850
Rotor Core Steel Density (kg/m^3):          7850

Armature Copper Weight (kg):          0.0517213
Permanent Magnet Weight (kg):          0.0644682
Armature Core Steel Weight (kg):          0.0989575
Rotor Core Steel Weight (kg):          0.0184465
Total Net Weight (kg):          0.233593

Armature Core Steel Consumption (kg):          0.38652
Rotor Core Steel Consumption (kg):          0.0353686


     STEADY STATE PARAMETERS

Stator Winding Factor:        0.866025
D-Axis Reactive Inductance Lad (H):        3.47455e-005
Q-Axis Reactive Inductance Laq (H):        3.47455e-005
D-Axis Inductance L1+Lad(H):        0.000248215
Q-Axis Inductance L1+Laq(H):        0.000248215
Armature Leakage Inductance L1 (H):        0.00021347
Zero-Sequence Inductance L0 (H):        3.38609e-005
Armature Phase Resistance R1 (ohm):        0.525815
Armature Phase Resistance at 20C (ohm):        0.432525
D-Axis Time Constant (s):        6.60794e-005
Q-Axis Time Constant (s):        6.60794e-005

Ideal Back-EMF Constant KE (Vs/rad):        0.0159599
Start Torque Constant KT (Nm/A):        0.0159641
Rated Torque Constant KT (Nm/A):        0.0165393


     NO-LOAD MAGNETIC DATA

Stator-Teeth Flux Density (Tesla):        0.617236
Stator-Yoke Flux Density (Tesla):        0.417179
Rotor-Yoke Flux Density (Tesla):        0.217603
Air-Gap Flux Density (Tesla):        0.16681
Magnet Flux Density (Tesla):        0.210909

Stator-Teeth By-Pass Factor:        0.000780242
Stator-Yoke By-Pass Factor:        1.07497e-005
Rotor-Yoke By-Pass Factor:        1.73299e-005

Stator-Teeth Ampere Turns (A.T):        1.2339
Stator-Yoke Ampere Turns (A.T):        1.34889
Rotor-Yoke Ampere Turns (A.T):        0.200871
Air-Gap Ampere Turns (A.T):        302.377
Magnet Ampere Turns (A.T):        -304.996

Armature Reactive Ampere Turns
  at Start Operation (A.T):        391.309
Leakage-Flux Factor:        1
Correction Factor for Magnetic
  Circuit Length of Stator Yoke:        0.940453
Correction Factor for Magnetic
  Circuit Length of Rotor Yoke:        0.944005

No-Load Speed (rpm):        13622.3
Cogging Torque (N.m):        0.0025809


     FULL-LOAD DATA

Average Input Current (A):        19.4692
Root-Mean-Square Armature Current (A):        16.3368
Armature Thermal Load (A^2/mm^3):        7010.79
Specific Electric Loading (A/mm):        121.337
Armature Current Density (A/mm^2):        57.7795
Frictional and Windage Loss (W):        0.031441
Iron-Core Loss (W):        0.0872656
Armature Copper Loss (W):        421.004
Transistor Loss (W):        27.6705
Diode Loss (W):        0.4227
Total Loss (W):        449.216
Output Power (W):        18.0438
Input Power (W):        467.26
Efficiency (%):        3.86162

Rated Speed (rpm):        536.031
Rated Torque (N.m):        0.321447

Locked-Rotor Torque (N.m):        0.342185
Locked-Rotor Current (A):        21.4696


     WINDING ARRANGEMENT

The 3-phase, 2-layer winding can be arranged in 3 slots as below:

ABC


Angle per slot (elec. degrees):        120
Phase-A axis (elec. degrees):        60
First slot center (elec. degrees):        0



     TRANSIENT FEA INPUT DATA

For Armature Winding:
  Number of Turns:        105
  Parallel Branches:        1
  Terminal Resistance (ohm):        0.525815
  End Leakage Inductance (H):        6.20537e-006
2D Equivalent Value:
  Equivalent Model Depth (mm):        18
  Equivalent Stator Stacking Factor:        0.97
  Equivalent Rotor Stacking Factor:        1.455
  Equivalent Br (Tesla):        0.419022
  Equivalent Hc (kA/m):        222.305
Estimated Rotor Moment of Inertia (kg m^2):        5.78588e-006
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[LV.1]初来乍到

发表于 2023-4-18 15:47 | 显示全部楼层 来自: 中国江苏苏州
5000rpm的是额定转速,曲线那里拖到0.034N.m左右估摸着5000rpm吧,要观察0.27N.m是为了干啥
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[LV.1]初来乍到

发表于 2023-4-18 15:50 | 显示全部楼层 来自: 中国江苏苏州
另外这个计算的额定转速怎么这么低?winding那里改成whole__呢
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[LV.5]常住居民I

发表于 2023-4-19 00:31 | 显示全部楼层 来自: 中国江苏常州
输出功率是18W,我看你设置的是50W
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[LV.4]偶尔看看III

发表于 2023-4-19 07:45 | 显示全部楼层 来自: 中国黑龙江
用Maxwell 2D仿真 RM仿真差距确实有点大。
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 楼主| 发表于 2023-4-19 08:47 | 显示全部楼层 来自: 中国福建厦门
一个暴汗的R 发表于 2023-4-18 15:50
另外这个计算的额定转速怎么这么低?winding那里改成whole__呢

Half-Coiled改成Whole-Coiled计算结果没有改变
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 楼主| 发表于 2023-4-19 08:48 | 显示全部楼层 来自: 中国福建厦门
Soliare 发表于 2023-4-19 00:31
输出功率是18W,我看你设置的是50W

我后面改掉了  结果还是差挺多的
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[LV.5]常住居民I

发表于 2023-4-19 09:23 | 显示全部楼层 来自: 中国江苏苏州
设置合适的结构参数,就会有靠谱的结果给你。
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[LV.3]偶尔看看II

发表于 2023-4-26 15:57 | 显示全部楼层 来自: 中国江苏
首先不要相信rm路算结果
要用2D仿真,2D仿真注意你硅钢片材料的BH曲线,还有转子磁环的充磁方式,因为轴不导磁,所以你的磁环有点正弦充磁的
然后呢,先校核仿真的反电势和实测反电势,对上后
再校核负载
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