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[求助] 何谓“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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[LV.3]偶尔看看II

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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[LV.3]偶尔看看II

发表于 2020-7-15 18:38 | 显示全部楼层
6槽7极最简电机模型,额定负载场,径向应力波、切向应力波时空动画

6槽7极额定负载气隙应力波动画.gif

由于径向应力波的计算是对气隙磁密进行平方运算,因此无需延拓就构成了完整的空间周期!

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[LV.3]偶尔看看II

发表于 2020-7-15 18:40 | 显示全部楼层
6槽7极最简电机模型,额定负载场,转子径向应力波动画

6槽7极额定负载转子径向应力波动画.gif

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[LV.2]偶尔看看I

发表于 2020-7-15 20:53 | 显示全部楼层
欧阳庆 发表于 2020-7-13 12:53
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 ...

你好,56槽,60极应该是用1/4模型吧?
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[LV.3]偶尔看看II

发表于 2020-7-16 11:18 | 显示全部楼层
不好意思啊。写错了数字,应该是54槽,60极
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[LV.3]偶尔看看II

发表于 2020-7-16 19:17 | 显示全部楼层
本帖最后由 zengxiaodong 于 2020-7-17 07:44 编辑

继续讲解0次力波,前面我们举了著名的普锐斯电机,也就是48槽8极永磁电机,并且从最简电机是6槽1极电机模型,论证了0次力波比较大的理由,这个论证过程相信是能够令人信服的!


再来看异步电机,假设定转子槽数一样一样的,那么就没有伪单元电机了,要么是真单元电机,要么是最简电机,而且最简电机的定转子槽数当然还是一模一样,在这种情况下,很显然,随着转子的转动,一会儿所有齿互相对齐,一会儿所有齿互相正对对方的槽,也就是这种情况下0次径向力波的波动幅度会非常非常大,大到什么程度呢?电机无法启动!!!因为电机定转子互相吸住了,导致要很大的转矩才能拉开并转动起来,这就是所谓的异步电机堵转状态下同步附加转矩

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[LV.3]偶尔看看II

发表于 2020-7-16 21:12 | 显示全部楼层
前无古人后有来者,真是艰难前行,突然想到了门捷列夫……

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[LV.3]偶尔看看II

发表于 2020-7-16 21:21 | 显示全部楼层
本帖最后由 zengxiaodong 于 2020-7-17 07:25 编辑

不管永磁电机还是异步电机,如果可以化简到n槽1极的最简电机模型,那么这单个磁极就总是一会儿正对齿一会儿正对槽,从而径向应力一会最大一会儿最小,也就是说0次力波会比较明显,这应该可以自圆其说,暂且作为关于0次力波的第一个重要结论吧!
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[LV.3]偶尔看看II

发表于 2020-7-17 07:42 | 显示全部楼层
上贴关于0次力波的第一个重要结论,我们可以首先用异步电机来验证一下。

对于异步电机而言,要能简化成1极的最简电机模型,则转子槽数必须是极数2p的倍数,而定子槽数一般来说不仅是3的倍数同时也是2p的倍数。满足这个条件的异步电机就能够简化成1极电机模型,根据上贴分析,这种电机就有0次力波存在,其极端情况就是定转子等槽配合的情形!

非常神奇,我核对过了黄国治、傅丰礼《Y2系列三相异步电动机技术手册》中的表6-7,不管是2、4、6还是8极电机,完全与我的分析结论吻合,分毫都不差!

至此,异步电机的径向力波问题可谓是一网打尽了!
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[LV.3]偶尔看看II

发表于 2020-7-17 11:27 | 显示全部楼层
对于异步电机而言,整数槽的定子槽数既是3的倍数,也是极数2p的倍数,在这个前提下,只要转子的槽数是2p的倍数,那么这个电机总是可以分解成1极最简电机,也就是说会有明显的0次力波!这是上贴结论的具体应用。

核对黄国治《Y2技术手册》表6-7,可谓是完全吻合,分毫不差!
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[LV.3]偶尔看看II

发表于 2020-7-17 11:40 | 显示全部楼层
例如24槽4极,转子28槽,这个电机的最简电机模型是6槽1极,转子7槽,因此有严重的0次力波;

又如24槽4极,转子20槽,这个电机的最简电机模型是6槽1极,转子5槽,因此也有明显的0次力波。

这两个电机恰恰是陈世坤《电机设计》P242关于同步附加转矩的具体实例。
微信图片_20200717113854.jpg




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发表于 2020-7-17 16:55 | 显示全部楼层
下面的任务是解决永磁同步电机的0次力波问题,好像有点复杂,但是我感觉永磁电机的0次力波似乎与齿槽转矩之间存在某种隐约的联系:也就是齿槽转矩大,则意味着0次力波也大!
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发表于 2020-7-18 10:56 | 显示全部楼层
本帖最后由 zengxiaodong 于 2020-7-18 21:43 编辑

Motor-CAD可以计算径向力波(12槽16极)

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发表于 2020-7-18 10:59 | 显示全部楼层
本帖最后由 zengxiaodong 于 2020-7-18 21:43 编辑

Motor-CAD计算的径向力、切向力(12槽16极)


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发表于 2020-7-18 21:46 | 显示全部楼层
54槽60极的计算结果

ooo.gif
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发表于 2020-7-19 22:41 | 显示全部楼层
对于整数槽永磁电机,总是可以化简成3q槽1极的最简电机,因此会有较明显的0次力波存在,而众所周知的是,整数槽永磁电机的齿槽转矩偏大,因此,这种情况符合前面提出来的猜想,也就是齿槽转矩大,意味着0次力波也大!
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发表于 2020-7-20 16:02 | 显示全部楼层
永磁电机中由于极数可以很多,故分数槽用得很普遍。理论上分数槽是没有齿槽转矩的,当然其前提条件是永磁体励磁磁场纯正弦,定子齿槽的磁导分布也是纯正弦,这两个条件其实是无法达到的,也就是说分数槽永磁同步电机还是会有或多或少的齿槽转矩存在!

与齿槽转矩的规律相似,如果极槽数的最小公倍数较大,从而齿槽转矩较小,那么0次力波的幅值也会较小,这可以观察前面提供的径向应力波动画进行定性的分析:也就是应力波空间分布比较凌乱————此起彼伏,不会有明显的一致性,换句话说,应力波积分得到的总面积几乎不变,也就是0次力波很小!
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发表于 2020-7-20 16:10 | 显示全部楼层
齿槽转矩比较大的情形是3槽2极永磁电机,因为这种电机的公倍数是实际中最小的组合,可以预计,这种电机的0次力波会比较明显!

3槽2极气隙应力波动画.gif

还是进行定性分析,显然应力波只有区区的几个波峰,这些波积分得到的总面积是不是很难保持恒定呢?
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发表于 2020-7-20 16:55 | 显示全部楼层
3槽2极永磁电机,额定负载场,转子径向应力波动画

3槽2极转子径向应力波动画.gif




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