永磁同步电机凸极率相关问题

NanXun

  唐任远教授在《现代永磁电机理论与设计》中提及了凸极率为Xq/Xd，并在后续对于正弦波永磁同步电机的dq轴数学模型里推导了转矩公式，将磁阻转矩定义为p*(Ld-Lq)idiq。但这章节中推导的前提为忽略电动机铁心饱和，那么电机的凸极率该以什么工况进行计算？空载、额定负载还是过载？显然电流提升后q轴磁路会饱和使得凸极率下降。
  但我目前阅读了大部分论文，均有提及凸极率和电机优化的相关性，但没提及凸极率是取哪一种工况的计算方法，想请教一下在科研、工程中分别是如何考虑凸极限率的，还烦请论坛里的大佬们不吝赐教

擎天柱

内置式电机凸极率的体现和优化体现在D/Q轴电感中，而D/Q电感一般由转子拓扑结构决定，优化或改变转子拓扑结构都可以改变D/Q轴电感从而改变磁阻转矩比例。LQ/Ld的比值越大，磁阻转矩也越高，但弱磁扩速能力也越差，这是一个平衡的问题。一般增大LQ的同时也要增大LD，避免导致高速弱磁能力变差。

NanXun

擎天柱 发表于 2025-10-29 12:59
内置式电机凸极率的体现和优化体现在D/Q轴电感中，而D/Q电感一般由转子拓扑结构决定，优化或改变转子拓扑结 ...

Lq和Ld的值都是以空载时为参考吗？

擎天柱

NanXun 发表于 2025-10-29 14:13
Lq和Ld的值都是以空载时为参考吗？

负载啊，电感是随电流变化的啊，在设计电机时要尽量利用磁阻转矩，可以节约材料等

NanXun

擎天柱 发表于 2025-10-29 16:16
负载啊，电感是随电流变化的啊，在设计电机时要尽量利用磁阻转矩，可以节约材料等 ...

可是额定负载的时候，要实现最大转矩，有可能已经进入弱磁了，这样的凸极率还有用吗？

擎天柱

NanXun 发表于 2025-11-11 15:48
可是额定负载的时候，要实现最大转矩，有可能已经进入弱磁了，这样的凸极率还有用吗？ ...

凸极率跟你弱磁有直接关系吗？弱磁本质就是降低磁链提高转速，那你转子结构一但定下来后凸极比是不是就定下来了？弱磁时会影响D轴数值，但只是小范围，不会改变你电机基础能力

盛茂

额定负载时候，已经进入弱磁状态，此时如果效率很高也无所谓。凸极率一直都有用，只不过看设计自己综合了。你要调速能力宽，就别对凸极率有太多幻想。当然，磁阻电机另当别论。我觉得还是看电机工况，然后你图啥。如果你有具体工况，可以拿出来分享一下，大家在讨论。

欧阳庆

各位，有什么办法可以提高Lq/Ld，恐怕是比较难的事，具体有什么措施，各位可以说说啊

擎天柱

欧阳庆 发表于 2025-11-12 10:37
各位，有什么办法可以提高Lq/Ld，恐怕是比较难的事，具体有什么措施，各位可以说说啊 ...

对于内置式目前比较多的就是多层磁钢和磁障结构，或者干脆使用磁阻电机

欧阳庆

擎天柱 发表于 2025-11-12 13:17
对于内置式目前比较多的就是多层磁钢和磁障结构，或者干脆使用磁阻电机 ...

可以做到多大比例，Lq/Ld>1或更大吗？

擎天柱

欧阳庆 发表于 2025-11-13 09:07
可以做到多大比例，Lq/Ld>1或更大吗？

一般来说可以做到2-3

欧阳庆

擎天柱 发表于 2025-11-13 10:04
一般来说可以做到2-3

能做到这么大比值（电励磁除外），可以说说更具体结构或贴一个示意图？

擎天柱

欧阳庆 发表于 2025-11-14 09:14
能做到这么大比值（电励磁除外），可以说说更具体结构或贴一个示意图？ ...

常见的双V，多层的U型等结构都可以达到啊，这些都是很成熟的了

欧阳庆

擎天柱 发表于 2025-11-14 14:34
常见的双V，多层的U型等结构都可以达到啊，这些都是很成熟的了

哦，用过切向结构，也没有算到Lq/Ld大于1的情况，所以迷惑。另外问一下，轻稀土，重稀土是那几个牌号的钕铁硼？可以说说吗？

擎天柱

欧阳庆 发表于 2025-11-15 10:08
哦，用过切向结构，也没有算到Lq/Ld大于1的情况，所以迷惑。另外问一下，轻稀土，重稀土是那几个牌号的钕 ...

材料对于凸极比来说不重要，具体牌号我也不记得了，这是19年的文章了