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楼主: 标准答案

[求助] 何谓“单元电机”?

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[LV.2]偶尔看看I

发表于 2020-3-13 10:51 | 显示全部楼层
Nephology 发表于 2016-12-7 07:31
恩恩,是的呢。我是稀土永磁电机研究所的!

很高大上的单位。全国搞永磁电机的大牛、老师,是不是一大部分都是唐院士的学生?
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[LV.3]偶尔看看II

发表于 2020-7-13 11:20 | 显示全部楼层
本帖最后由 zengxiaodong 于 2020-7-13 21:50 编辑

定理:最简电机要么是单元电机,要么是半个单元电机;对最简电机模型进行径向力波分析,其排除零阶之外的最低力波次数总是1。

推论:
单元电机非零的最低径向力波次数总是1或者2。

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[LV.3]偶尔看看II

发表于 2020-7-13 12:22 | 显示全部楼层
zengxiaodong 发表于 2010-3-4 08:35
所谓单元电机,就是极对数P与槽数Z的最大公约数为t=1的电机。

这种电机的槽电势星形图均匀分布在整个圆 ...

你这个答案是做简单的数学约分,“二”货的答案。单元电机肯定不是这样定义的。
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[LV.3]偶尔看看II

发表于 2020-7-13 12:32 | 显示全部楼层
所以这个“二”货就做了简单的数学约分了,也就出现了所谓的奇数极电机了。老五,你不得不服吧。还能用有限元的周期来计算仿真。单元电机的极数必须是偶数,而且是三相对称。这是最基本的要求。不要老拿出那个有限元来哔哔。

点评

正常人是先学理论,再搞仿真 但总有人想着走捷径,以为学会了仿真,就连理论一块会了 因此就会发现有这样 的人,软件熟得一溜,但经常在一些常识处露出马脚,比如那个17极电机  详情 回复 发表于 2020-7-13 12:48
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[LV.3]偶尔看看II

发表于 2020-7-13 12:48 | 显示全部楼层
欧阳庆 发表于 2020-7-13 12:32
所以这个“二”货就做了简单的数学约分了,也就出现了所谓的奇数极电机了。老五,你不得不服吧。还能用有限 ...

正常人是先学理论,再搞仿真
但总有人想着走捷径,以为学会了仿真,就连理论一块会了

因此就会发现有这样 的人,软件熟得一溜,但经常在一些常识处露出马脚,比如那个17极电机
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[LV.3]偶尔看看II

发表于 2020-7-13 12:53 | 显示全部楼层
有限元的仿真计算,其实是为了节省计算机的资源,会采用槽数/极数,在数学上的最大公约数的倒数来仿真一个电机,这不是单元电机。比如,36槽,40极电机,会采用1/4圆周的实体进行仿真计算;56槽,60极,会采用1/6的圆周实体进行仿真计算;6槽,8极,会采用1/2圆周实体计算。这些都可能不是单元电机;单元电机牵涉到相数,而且必须牵涉到相数,必须是偶的极数,必须是三相对称。是一个“完整的电机”,由这个单元的“完整的电机”,构成整个电机。
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[LV.3]偶尔看看II

发表于 2020-7-13 13:33 | 显示全部楼层
在和你们讲一个上周弄出来的乌龙事。上周需要试验一台110kw,22000rpm,4极的永磁电机,电源的频率应该是733.33Hz。在变频器上设置电机的极数是2极(设错了),给定的电源频率是366.666hz,当频率到了366.666Hz时就是满速22000rpm了,运行良好,可转速表显示11000rpm,以为是转速表不对或受到干扰。你们听明白什么意思了没有?在一个贴子说绕组的极数问题是,有人说了,随便色个什么极数的永磁转子给定子,都可以运作起来。在这儿明显就出问题了,我给的电源频率是366.666Hz,转速应该是22000rpm,实际转速是11000rpm,转子只是按给定的电源频率走,而没有按设置的2极的转子转速在运行。打某些人的脸不?那些所谓什么转子(永磁)都可以运行的说法,只是偷偷的利用了,构成绕组的磁场中含有大量高幅值其它极数的磁场谐波,而这个绕组又没法消除那些谐波磁场,自然换个其它极数的转子会转起来咯。但这些转子必须满足极数约束和其它的一些约束。9槽8极的电机,换成10极的转子后,不是真正的8极定子磁场和10极的转子磁场来进行能量转换,而是8极定子磁场内含有很高幅值的10极反转磁场存在,这个10极的反转磁场和10极的转子磁场对上眼了,就有了机电转换的基础。如果这个9槽8极的定子构成的绕组能够本身就消除或大大减弱了10极的反转的磁场,再换10极的转子,那是不可能再转起来的。

点评

这就是有实际经验的工程师,跟只会死读书的某类人之间的最大区别 有实践经验,自然知道书上写的某参数“4-8”到底该取多少,哪些情况确实会发生,哪些情况基本不可能 只会死读书的呢,实际上书也没读懂,更没读  详情 回复 发表于 2020-7-13 14:21
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[LV.3]偶尔看看II

发表于 2020-7-13 14:21 | 显示全部楼层
欧阳庆 发表于 2020-7-13 13:33
在和你们讲一个上周弄出来的乌龙事。上周需要试验一台110kw,22000rpm,4极的永磁电机,电源的频率应该是733 ...

这就是有实际经验的工程师,跟只会死读书的某类人之间的最大区别

有实践经验,自然知道书上写的某参数“4-8”到底该取多少,哪些情况确实会发生,哪些情况基本不可能
只会死读书的呢,实际上书也没读懂,更没读通,最擅长的,就是把书中某个角落里写的一条微小可能性的东西,拿出来当成金科玉律,还自以为要开宗立派了。。。。。

实在不行,来段仿真嘛,只要给定条件合适,啥结果不能仿出来呢,哪怕把太阳仿成方的也行啊——直接给定太阳的形状就是方的不就得了
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发表于 2020-7-14 08:04 | 显示全部楼层
zengxiaodong 发表于 2020-7-13 11:20
定理:最简电机要么是单元电机,要么是半个单元电机;对最简电机模型进行径向力波分析,其排除零阶之外的最 ...

我认为,这个定理及其推论,不仅适用于永磁电机,应该也能推广到异步电机。异步电机的单元电机数,不仅与极数、定子槽数有关,还与转子槽数有关,这是特殊之处!
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[LV.3]偶尔看看II

发表于 2020-7-14 08:14 | 显示全部楼层
以异步电机36槽4极为例,试分析如下:

按照36槽4极得到的单元电机数t=2,也就是单元电机是18槽2极;这是不考虑转子槽数时的初步结果,也就是真要两个完全一样的单元电机重复,转子槽数必须是偶数,例如转子槽数34、32、30、28、26......,这时才是真正的18槽2极电机重复2次。也就是说这些转子偶数槽数时,该异步电机的最低径向力波次数为2;反之,当转子槽数是35、33、31、29、27、25......时,该电机并不能分解成完全一样的18槽2极单元电机,显然,此时该电机只能整体建模为全电机模型,也就是最低力波次数必然为1
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发表于 2020-7-14 08:21 | 显示全部楼层
本帖最后由 zengxiaodong 于 2020-7-14 08:28 编辑

这是拍照书上的结果,可见,转子奇数槽时,完全符合我的预测,而转子偶数槽时,有几个似乎不符合我的预测......

微信图片_20200714081946.jpg

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[LV.3]偶尔看看II

发表于 2020-7-14 08:38 | 显示全部楼层
所以说嘛,你就是个“二X”货嘛。你的奇数极电机样品什么时候做出来?大家都在论坛上伸长了脖子等着呢。

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wayne -3 请注意发帖使用文明用语

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[LV.3]偶尔看看II

发表于 2020-7-14 08:53 | 显示全部楼层
下面我要告诉大家,这几个似乎不符合我的预测的电机,其实还是完全跟我预测吻合的!

例如36槽4极,转子32槽,这个异步电机的单元电机是18槽2极,转子16槽。该单元电机定转子都是偶数,因此还可以进一步简化,也就是最简电机是9槽1极,转子8槽,这个最简电机的非零最低力波次数很显然是1,因此,该单元电机的非零最低力波次数是2,也就是完整电机的非零最低力波次数是4.


上述分析结论,适用于转子槽数24、28、32、36、40、44、48......

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[LV.3]偶尔看看II

发表于 2020-7-14 21:43 | 显示全部楼层
本帖最后由 zengxiaodong 于 2020-7-15 12:33 编辑

随便举几个例子:

54槽6极,转子槽数51,这个电机可以分解成3个单元电机,也就是18槽2极(转子17槽),因此该电机最低力波次数是3

54槽6极,转子槽数52,这个电机无法分解成3个单元电机,其本身就是单元电机,但是不是最简电机,其最简电机是27槽3极(转子26槽),因此该电机最低力波次数是2(有2个最简电机)


54槽6极,转子槽数48,这个电机可以分解成3个单元电机,18槽2极(转子16槽),但单元电机不是最简电机,可以进一步分解成最简电机是9槽1极(转子8槽),因此该电机最低力波次数是6(因为有6个最简电机)

54槽6极,转子槽数49,这个电机本身是单元电机,也是最简电机,因此非零最低力波次数是1

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发表于 2020-7-14 21:44 | 显示全部楼层
本帖最后由 zengxiaodong 于 2020-7-14 22:07 编辑

总之一句话,有多少个最简电机,那么非零的最低力波次数就是该最简电机的数目!

无论是永磁电机,还是异步电机上述结论均成立!
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[LV.3]偶尔看看II

发表于 2020-7-14 21:48 | 显示全部楼层
例如经典的48槽8极永磁电机,单元电机数是4,即12槽2极,而最简电机是6槽1极。因此最低力波次数是8,这对于噪声的影响可以忽略不计!

但是,6槽1极的永磁电机,有严重的0次力波。

为什么呢?因为6槽1极,那么这单个的磁极一会儿对准齿,一会儿对准槽,也就是气密磁密忽大忽小,其平方当然也是忽大忽小,这就是导致0次力波的幅值变化很大,因此,这个电机只要抑制住0次力波,噪声问题就迎刃而解了!
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[LV.3]偶尔看看II

发表于 2020-7-15 08:17 | 显示全部楼层
下面我们尝试讨论0次力波,这就是所谓的“呼吸模态”,也叫涨缩振型。

因为0乘以任何数还是0,所以0次力波不能通过增加“最简电机”的数目来削弱,这往往会成为电机的噪声源。

另外一个问题是,任何电机原则上都存在0次力波,只是波动幅度和频率的大小程度不同而已。
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[LV.3]偶尔看看II

发表于 2020-7-15 18:14 | 显示全部楼层
本帖最后由 zengxiaodong 于 2020-7-15 18:24 编辑

讲到这里,我们需要推出一个新名词,否则会引起混淆!

传统教科书上提到的“单元电机”有必要加以区分,尤其是对于异步电机更是很有必要。分成两种情况:一是“伪单元电机”(Pseudo Unit Motor),一是“真单元电机”(Truly Unit Motor)

什么是“伪单元电机”呢?就是不考虑转子结构,仅考虑定子槽数以及电机极数,得到的就是“伪单元电机”,主要用于分析绕组等。

考虑转子的具体结构(槽数)后,划分出来的单元电机就是“真单元电机”,主要用于电磁场建模、仿真,以及力波与噪声分析。



以上面几个帖子提到的电机来加以理解,54槽6极配51槽转子,真单元电机是18槽2极配17槽转子;54槽6极配49槽转子,则18槽2极只是伪单元电机、因为这个电机其本身才是真单元电机

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[LV.3]偶尔看看II

发表于 2020-7-15 18:31 | 显示全部楼层
6槽7极最简电机模型,额定负载场,磁力线动画

ooo.gif

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发表于 2020-7-15 18:35 | 显示全部楼层
本帖最后由 zengxiaodong 于 2020-7-15 18:54 编辑

6槽7极最简电机模型,额定负载场,气隙径向和切向磁密时空动画

6槽7极负载场气隙磁密动画.gif

由于不是完整电机,因此还需延拓一倍,办法是平移并且取负值,首尾相接,这样才能构成空间完整的周期。
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