4极48槽调速PMSM项目讨论：输出转矩波动为什么这么大？

olaole

我最近在做一个调速PMSM的稳态仿真，按照http://bbs.simol.cn/thread-10284-1-1.html这个索引贴中电机仿真部分的做法，我设定好初始位置使得转子逆时针偏转那个角度后转子直轴轴线和A相绕组轴线反向，然后在激励里面加三相正弦交流电流，A相初相角为80*pi/180，转子设定以同步速度旋转，按照forlink版主博客中的说法，这时候应该是在仿真调速PMSM功角为80度的稳态运行情况（这个结论对吗？） 但是输出转矩并不是像那个Prius 2D文档中那样，围绕某个固定值小幅波动，我的输出转矩见下图，是围绕某一个值波动很大，近似于正弦波动。我的模型图和建模文件都贴出来了。网格剖分对输出结果影响较大，根据QQ群的说法，除了BAND部分用on selection,其他我都是用in selection的，不知道这样对吗？

y1949b

这个问题这么久了  楼主居然还是没搞清楚  唉。。。可能是我上次也没说清楚

你要是做电流激励的话   A相电流激励的写法为   sqrt（2）*Ia*sin（2*pi*f*time+sita）
然后你需要将A相轴线与d轴正对上  ，这个你画槽口相位图就可以得到 A相轴线的角度  ，若是在rm中一键有限元的话  ，默认的  将A相轴线与d轴正对上了，若自己做  ，可以通过设置转子初始相位做到，若还掰扯不明白，在做一下空载  ，就是  给0电流激励  ，给定你的额定转速 ，在0时刻，A相的空载感应电动势，过0点，  A相轴线与d轴正对上了  。

然后你需要以sita 为变量  ，做参数化分析  ，一般是参数化  0-90°  ，当给电流激励时  ，这个sita就是内功率因数角  ，控制里喜欢叫  控制角  ，  得到的一系列结构  ，看  moving.Torque的  平均值  ，  当  moving.Torque  等于你的  额定转矩时    ，这个 sita  就是额定  内功率因数角


譬如你算到   sita=30°时  moving.Torque的  平均值 100N.m      你这台电机的额定功率p=  10kw  转速= 955  RMP

Tn=9550*10/955=100    TN=avg（moving.Torque）   那么sita=30就是你的额定内功率因数角

当你参数化sita的时候  ，当电流值固定了的时候   ，  sita  vs  avg（moving.Torque）   会有一个 avg（moving.Torque）的峰值点      对应的sita  与电流     可以得到一组 Id   Iq    这个点  就是最小电流  最大转矩点   ，做这种控制的时候就是运行在这个工况



我觉得我已经说的非常清楚了  ，参数怎么做可以自己看手册  ，永磁电机原理性的问题，可以看书或者问您的导师   ，软件的操作就这点内容  ，另外  ，转矩波动时很正常的  ，本来转矩就不是一条直线一样的值  ，  只要满足相应的用户要求或工况要求  或GB就可以了  ，不过看你的图 ，转矩波动的有些过大了

olaole

电机模型

olaole

上图是电机建模模型，接下来是输出转矩波形，和那个PRIUS 2D文档中一样，同样是调速PMSM，为什么我就不能得到一个固定的输出转矩呢？而是这样近似于正弦波动，是不是按照我的设定，输出转矩本来就是这样的呢？但为什么PRIUS 2D文档中加三相交流电设定转子同步速旋转就可以得到固定的输出转矩呢？

olaole

模型文件，麻烦哪位给我相关指点，感激不尽 Project1.zip (49.64 KB, 下载次数: 61)

2011-5-7 11:13 上传

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olaole

回复 5# y1949b
我就是看转矩波动有点大，不知道是不是本身就这样还是我建立模型有问题啊.
一.按照2L模型，黄绿青逆时针三组绕组分别是AZB，转子是N极，我空载和负载仿真的时候设定的转子初始位置角度为11.25，空载在0时刻，A相的空载感应电动势确实过0点，这应该可以说明设为11.25度时A相轴线与d轴正对上了吧？
二。按照你的意思，我的转矩波动这么大不足以说明我建模错了是吗？我看索引贴里面做的转矩只是小幅度波动，我搞不明白的就是为什么我做的波动这么大啊。

402909230

真的是非常感谢超级版主的解答，这个问题我还真的是一直没有弄个明白。这回明白的差不多了，也许我真的是太笨了。哈哈哈，谢谢了！

leepeter

回复 3# olaole
跟着超版补充下
1.d轴轴线就是磁极中心线，A相轴线这里就是从下数第8槽，调整转子位置11.25度就是对齐了，但这是空载情况，你反电势过零就说明了问题，负载仿真时，根据A相电流相角调整转子位置就好；
2.d轴和A相轴线对齐仿真的只是Id=0的情况，对于IPM这种类型，通常Id不为0，以利用磁阻转矩，这时候d轴和A相轴线之间就有了转矩角，这时候的转矩波动情况可能会略有不同，没准儿会小些；
3.4极48槽永磁电机因为是整数槽，本身就决定转矩脉动不会太小，Prius的8极48槽也是整数槽，波动达到25％，不过你这个是大了点，125％了啊，可以检查下剖分，因为很久不用ansoft了，所以就不能帮你看了，如果感觉剖分没问题，那就差不多应该这么大了，改结构吧；
4.虽然波动大，但是规律性还是有的，不过不是什么近似于正弦波动，在300Nm上下波动，30ms转过36个齿，波动的个数也是36。

olaole

回复 8# leepeter
“负载仿真时，根据A相电流相角调整转子位置就好”。负载仿真的时候我仍然是调整转子位置为11.25度，改变激励的初相角以期望得到功角特性曲线。
而且有一个奇怪的现象就是我在每个电流激励的初相角后面加一个角度单位deg以后转矩波动就很小了，只要15%。具体情况见这个帖子：
http://bbs.simol.cn/viewthread.p ... mp;page=1#pid657611
但是电流激励的初相角后面加一个角度单位deg以后我看电流的曲线初相角并不是我想要的80度，而且激励237.6*sin(2*pi*50*time+80 deg*pi/180)不管是70deg ,还是80deg，60deg输出转矩几乎都不变------

leepeter

计算没有问题，请检查模型，下面是计算结果：

olaole

回复 10# leepeter
你能把你做的模型传上来吗？你加的是电流激励还是电压激励？如果是电流激励的话初相角后面有没有像9L那样加了deg.我上传的模型计算结果不是这样的啊

olaole

回复 10# leepeter
对了 ，你这是用ansoft算的吗