关于永磁同步电机稳态参数计算的问题【凡讨论有见解者，都有重分奖励】

alibabawkl · 发表于 2016-1-23 20:24

zengxiaodong 发表于 2016-1-23 12:11
磁链有好几种求法：

1、用磁位相减；

好深奥，我得好好研究一番，谢谢了

zengxiaodong · 发表于 2016-1-24 10:27

本帖最后由 zengxiaodong 于 2016-1-24 10:35 编辑

无标题.png

Whereas the differential inductance can be obtained from the differential flux due to current perturbation as described in Differential Inductance Definition, Review of Inductance Computation Methods, and Inductance Computation Method Used. The computation of the motion induced voltage requires the knowledge of absolute flux. In order to apply Equation 5–172, the absolute flux should be mapped out as a function of strokes for a given current excitation ad the derivative provides the matrix link between back-EMF and velocity.

The absolute flux is related to the system co-energy by:

(5–173)

According to Equation 5–173, the absolute flux can be obtained with an energy perturbation method by changing the excitation current for a given stroke position and taking the derivative of the system co-energy.

The increment of co-energy can be obtained by:

(5–174)

where:

= change of co-energy due to change of current Ii
ΔHi = change of magnetic field due to change of current Ii
The incremental co-energy in Equation 5–174 is output as COEN in a linear perturbation analysis using elements PLANE233, SOLID236 and SOLID237.

风之柱94 · 发表于 2016-1-24 21:29

XIAO_G 发表于 2010-1-10 11:32
最后一个图片没用，忘删掉了，不好意思，呵呵～

请问一下这只用了A相绕组，是求的A相电感吗？

zengxiaodong · 发表于 2016-2-1 00:08

zengxiaodong 发表于 2016-1-19 20:06
昨天Ansys V17.0出来了，看了一下，已经正式淘汰了传统技术的Plane53单元，同时也淘汰了计算微分电感与绝对 ...

ANSYS 17.0 电磁分析指南.pdf (2.2 MB, 下载次数: 124)

zengxiaodong · 发表于 2016-2-6 18:05

本帖最后由 zengxiaodong 于 2016-2-6 18:49 编辑

关于Lmatrix宏命令与线性摄动分析计算线圈组的微分电感和绝对磁链的对比，请参阅仿真论坛的有关帖子：

forum.simwe.com/thread-1130920-1-1.html

zengxiaodong · 发表于 2016-2-14 15:00

alibabawkl 发表于 2016-1-23 20:24
好深奥，我得好好研究一番，谢谢了

3.12.2 Dynamic inductances

In order to predict accurately the dynamic behavior and performance of a solid state converter-fed PM brushless motor one needs to know the self- and
mutual-winding dynamic inductance dΨ/di rather than the steady-state value Ψ/I [227].

The current/energy perturbation method is based upon consideration of the total energy stored in the magnetic field of a given device comprising l
windings [83, 84, 227]. The voltage across the terminals of the jth winding is

电感.pdf (147.4 KB, 下载次数: 49)

alibabawkl · 发表于 2016-2-14 22:29

zengxiaodong 发表于 2016-2-1 00:08

先下载看下，谢谢分享

zengxiaodong · 发表于 2016-8-27 19:48

本帖最后由 zengxiaodong 于 2016-8-27 20:21 编辑

从目前的实际算例使用plane233单元来看，该现代技术单元还很不成熟，plane53单元仍然是首选单元！

ANSYS 17.2低频电磁分析指南.pdf (2.21 MB, 下载次数: 14)

电磁单元Plane233.pdf (158.74 KB, 下载次数: 15)

其实在有限元计算中，采用不同的计算方法，精度会有很大的差异，从而计算结果也就有很大误差，例如转矩的计算方法，既有应力张量方法，又有虚位移方法，同时用两种方法计算一台电机的齿槽转矩如下：
齿槽转矩计算精度.jpg

可见，应力张量法在此例中精度很差，而虚位移方法可以认为与理论分析特征完全符合，精度很高！

对于额定转矩的计算结果如下图。虽然偏差不大。但是从波形的完美程度而言，显然也是虚位移方法精度更可信！
额定转矩计算精度.jpg

zengxiaodong · 发表于 2016-8-27 22:35

在《以8极9槽为例子，讨论一下永磁电机绕组极数的问题》这个帖子的205楼，提到了相间互感为零的情形，例子就是如下的12槽10极。
12槽10极.jpg

补充内容 (2016-9-3 07:43):
看了这么多年，竟然没有发现此图有误————正X轴下方那半个槽颜色搞错了！

补充内容 (2016-9-4 18:05):
看了这么多年，竟然没有发现此图有误————正X轴下方那半个槽颜色搞错了！

zengxiaodong · 发表于 2016-8-28 06:56

本帖最后由 zengxiaodong 于 2016-8-28 06:59 编辑

36槽42极电机的单元电机是12槽14极，这种电机的定子线圈与上楼12槽10极是完全一样一样的，因此也是相间互感为零，实际的算例如下：

36槽42极电机自感.jpg

自感200微亨，互感15微亨，差了一个数量级！

zengxiaodong · 发表于 2016-8-28 07:17

本帖最后由 zengxiaodong 于 2016-8-28 10:14 编辑

相间互感为零是一个极端的例子，还有另外一个极端的例子是相间互感紧密耦合（就像变压器一样）！这个例子就是单元电机为3槽2极（3槽4极）的一大类电机。
3槽4极模型.jpg

每个齿为一相，所以各相之间是紧密耦合的！空载工况下计算结果如下：

空载自感.jpg

可见自感和互感变化的波形非常相似，互感大概为自感的一半（互感为负值）！

zengxiaodong · 发表于 2016-8-28 07:37

本帖最后由 zengxiaodong 于 2016-8-28 08:57 编辑

3槽4极强耦合电机，线圈自感与互感波形的进一步对比。

由此可见，互感之和（负值）与自感的波形完全是一模一样的，差值就是变压器的漏感！漏感如下图所示：

windancerhxw · 发表于 2016-8-28 10:56

留名，Mark一下

zengxiaodong · 发表于 2016-9-3 07:44

zengxiaodong 发表于 2016-8-27 22:35
在《以8极9槽为例子，讨论一下永磁电机绕组极数的问题》这个帖子的205楼，提到了相间互感为零的情形，例子 ...

看了这么多年，竟然没有发现此图有误————正X轴下方那半个槽颜色搞错了！

zengxiaodong · 发表于 2016-9-3 20:22

213楼的算例，用传统的plane53单元lmatrix宏命令计算绝对磁链，以及，用现代技术的plane233单元线性摄动分析计算绝对磁链，结果对比如下：
空载三相磁链（plane53）.jpg

可以看出，用plane233单元计算的结果是近乎垃圾，对于线圈自感和互感的计算结果，同样是如此的结论！！！！！！！！！！

zengxiaodong · 发表于 2016-9-3 20:44

用Plane233单元计算的空载自感和互感结果如下：

空载自感（plane233）.jpg

补充内容 (2016-9-4 19:07):
这两个图我根本就不敢拿出来！总怀疑自己搞错了

13646140600 · 发表于 2016-9-3 20:54

楼上各位的讲解很精彩,但对各位初学者来说,能完全把模型建出来却有一定的难度,期望各位前辈能给出实例,谢谢

zengxiaodong · 发表于 2016-9-4 21:11

由此可见，线性摄动分析的结果是非常粗糙的，基本的规律都淹没在误差当中了！

ANSYS 17.2低频电磁分析指南.pdf (2.21 MB, 下载次数: 29)

zengxiaodong · 发表于 2016-9-15 21:40

本帖最后由 zengxiaodong 于 2016-9-15 21:44 编辑

213楼的例子，同样用plane233单元，计算转子在不同的各个位置时的磁能，磁共能，视在磁能如下：

磁能
磁能.jpg

磁共能

视在磁能

zengxiaodong · 发表于 2016-9-15 21:48

本帖最后由 zengxiaodong 于 2016-9-16 11:22 编辑

视在磁能几乎为零，在直线退磁曲线的情况下，永磁磁场系统的视在磁能理论上应该为零！

换句话说，此时磁能和磁共能是互为负数的。

注意：直线退磁曲线这个条件。
磁能的定义理论手册.jpg

考虑气隙线，忽略铁芯（假设磁压降全部在空气），下面这篇论文有点算是说清楚了：

永磁体磁共能的计算方法.pdf (288.85 KB, 下载次数: 57)

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