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[求助] 转矩一定,电机空载反电动势偏低,是否对提高电机转矩密度有利

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该用户从未签到

发表于 2011-2-23 10:54 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 中国黑龙江哈尔滨

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请教各位,设计指标中的转矩一定,在设计电机时,预估的空载反电动势偏低,相电流设计较大,也就是说提高电机的电负荷,是否能够提高电机的转矩密度?
唐任远的现代永磁电机书中,第188页对空载反电动势的设计,讲解的不够深入,有谁对这一块有独到见解啊?
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[LV.4]偶尔看看III

发表于 2011-2-23 14:59 | 显示全部楼层 来自: 中国湖北武汉
如果功率不变,转速不变,只是电压小了电流大了的话,那么功率密度和转矩密度是不变的
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 楼主| 发表于 2011-2-24 22:36 | 显示全部楼层 来自: 中国黑龙江哈尔滨
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    或许这么说吧,把预估的空载反电动势值取的低一些,这样定子齿的宽度可以有所减小,同样可以减小定子轭部的长度。当然在功率和转速一定的情况下,电流和匝数会相应提高,这样的结果就是,线圈窗口的面积较大,齿的宽度减少。不知道这样的设计,能否提高电机的转矩密度?
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[LV.4]偶尔看看III

发表于 2011-2-24 22:53 | 显示全部楼层 来自: 中国广东珠海
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    或许这么说吧,把预估的空载反电动势值取的低一些,这样定子齿的宽度可以有所减小 ...
天涯瞭望 发表于 2011-2-24 22:36


先说说你是如何让反电势取低的,通过改变哪些参数实现的?
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该用户从未签到

发表于 2011-2-24 23:18 | 显示全部楼层 来自: 中国黑龙江
转速和功率决定转矩 那么单位体积转矩提高
转速不变情况下 只能是增加永磁电机的功率密度 就是电磁负荷调高
关键提高气隙磁密 一个是减少齿宽 一个是使用好的磁钢
同时注意减少反电动势估值 保证高气隙磁密下磁钢的稳定性
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 楼主| 发表于 2011-2-27 15:35 | 显示全部楼层 来自: 中国黑龙江哈尔滨
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    减小齿宽,降低匝数,这些都可以让空载反动电动势降低。
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[LV.4]偶尔看看III

发表于 2011-2-27 15:44 | 显示全部楼层 来自: 中国湖北武汉
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    减小齿宽,降低匝数,这些都可以让空载反动电动势降低。
天涯瞭望 发表于 2011-2-27 15:35


那你这样的话,又怎么保证相电流增大呢?
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 楼主| 发表于 2011-2-27 15:46 | 显示全部楼层 来自: 中国黑龙江哈尔滨
回复 5# zhaoranjun


   气隙磁密一般为0.8T,再高就不太容易了。这个时候为了追求在单位体积内出力更大,做法是把线圈窗口的面积增大,电流也增大,缩小齿的宽度,即增大电负荷,减小磁负荷,现在正按照这种思路做验证。您觉得有没有什么问题呢?
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 楼主| 发表于 2011-2-27 15:52 | 显示全部楼层 来自: 中国黑龙江哈尔滨
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    计算功率=相数×空载反动电势×相电流,功率不变,为了把预估的空载反动电势降低,会相应把相电流升高。
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[LV.4]偶尔看看III

发表于 2011-2-27 23:31 | 显示全部楼层 来自: 中国湖北武汉
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    计算功率=相数×空载反动电势×相电流,功率不变,为了把预估的空载反动电势降低, ...
天涯瞭望 发表于 2011-2-27 15:52

你把齿宽减小,那么电机铁耗就得增大,在前后冷却条件不变的情况下,温升肯定提高,电机寿命减小
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[LV.4]偶尔看看III

发表于 2011-2-27 23:32 | 显示全部楼层 来自: 中国湖北武汉
回复  zhaoranjun


   气隙磁密一般为0.8T,再高就不太容易了。这个时候为了追求在单位体积内出力更大 ...
天涯瞭望 发表于 2011-2-27 15:46


减小齿宽,只能是增加磁负荷,怎么能说是减小磁负荷
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 楼主| 发表于 2011-3-2 12:52 | 显示全部楼层 来自: 中国黑龙江哈尔滨
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    减小齿宽,的确是增加磁负荷,这个我可能没表述清楚。空载反电动势是与匝数和磁通的乘积相关的一个量,通过增加匝数(增加电负荷),减小空载磁通(降低磁负荷)来追求较大的转矩密度,我的意思是这样的,之前表述有些问题。
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[LV.6]常住居民II

发表于 2011-3-2 13:17 | 显示全部楼层 来自: 中国重庆
提高电机的转矩密度?----- 你的转矩设计目标一定,那就是要减小电机体积了.一般电机的力矩基本决定了电机尺寸(包括径向,轴向),若想减小其体积,可通过改变绕组形式,增加绕组反电势.你也说设计的反电势偏低了,可以设计高点.
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[LV.4]偶尔看看III

发表于 2011-3-2 15:41 | 显示全部楼层 来自: 中国湖北武汉
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    减小齿宽,的确是增加磁负荷,这个我可能没表述清楚。空载反电动势是与匝数和磁通 ...
天涯瞭望 发表于 2011-3-2 12:52

匝数增加,空载磁通减小,那么反电势是二者的乘积,也可能会保持不变呀?你怎么能让反电势增加
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发表于 2011-3-2 16:29 | 显示全部楼层 来自: 中国河北沧州
你设计的是异步起动的永磁电机,还是什么样式的?
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发表于 2011-3-2 16:31 | 显示全部楼层 来自: 中国河北沧州
我有些异步起动永磁电机的设计制造经验,我们做了五年多。由于市场变动的缘故,暂时放下了。咱们可以交流一下。
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发表于 2011-3-2 16:33 | 显示全部楼层 来自: 中国河北沧州
我们设计的这种异步起动的永磁电机是用在油田抽油机上的。另外,我的同学是跟唐任远老师读的研究生,方向也是永磁电机。
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 楼主| 发表于 2011-3-2 20:37 | 显示全部楼层 来自: 中国黑龙江哈尔滨
回复 14# forlink


    我的目的不是让空载反电动势增加,而是设计的时候就预估一个偏低的空载反电动势。空载磁通自然就降下来了,齿宽也会减少,而计算功率不变,这样相电流就提高了,结果线圈窗口的面积会增大。
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发表于 2011-3-2 20:42 | 显示全部楼层 来自: 中国湖北武汉
探讨到现在,你的前提是不是转矩一定,那转矩密度怎么会提高呢?
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 楼主| 发表于 2011-3-2 20:55 | 显示全部楼层 来自: 中国黑龙江哈尔滨
回复 13# 梦想在望


    你的意思是提高空载反电动势有利于提高转矩密度吗?从我之前的研究看来,并不是这样的,我现在做的方案就是降低空载反电动势,现在也在探索中,不知道这样的想法到底对不对。你提到了径向和轴向磁路结构的电机,在转矩给定的情况下,电机的长径比和内外径比不会有大的变化,这一方面从主要尺寸公式可以看出来,大部分的书籍上也是这样写的。但是到具体的永磁电机设计上,也不会完全按照经验的长径比和内外径比来定吧。有电机设计的书提出过,主要尺寸之间的双曲线关系,也申明经验的长径比和内外径比,不会是最优的尺寸。以提高转矩密度为目标优化永磁电机的尺寸,我也是想探索一下,有没有可能整理出一些普适的设计方法。
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