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Ansoft EM专题讨论(五)——电励磁凸极同步电机设计

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[LV.4]偶尔看看III

发表于 2011-7-25 16:31 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由 forlink 于 2011-7-25 21:07 编辑

前言:之前曾主持过相关的讨论,后来由于事情较多,加上软件版本更新较快缘故,特此基于最新版本Ansoft 14重新主持本专题讨论。

由于永磁材料价格攀升等缘故,在风电领域,电励磁凸极同步发电机获得了青睐。水电领域,电励磁凸极同步发电机目前仍是唯一选择。在某些拖动场合如轧钢机,矿山磨机等,由于容量及功率因数的考虑,电励磁凸极同步电机也有着广泛应用。

下图为某电励磁凸极同步发电机模型,额定功率480kW,额定电压400V,频率为50赫兹,额定转速为1500转。电机为48槽4极,定子冲片内外径分别为420mm和610mm,铁心长度为445mm。详细参数请见模型源文件

rm模型

rm模型

maxwell2D模型

maxwell2D模型

maxwell3D模型

maxwell3D模型

sg_hgz.zip (292.78 KB, 下载次数: 587)

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y1949b + 15 精品!娄博辛苦

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[LV.4]偶尔看看III

 楼主| 发表于 2011-7-25 16:39 | 显示全部楼层
本帖最后由 forlink 于 2011-7-29 13:43 编辑

拟讨论内容提纲:
1、铜耗和经典铁耗计算;
2、实心磁极涡流损耗计算;
3、交轴和直轴稳态电感计算;http://bbs.34hr.com/thread-76650-1-1.html
4、交轴和直轴瞬态电感和超瞬态电感计算;http://bbs.34hr.com/thread-76651-1-1.html
5、额定励磁电流的计算;
6、主极和电枢磁场的波形系数计算。
7、 过载倍数的计算
8、 电压调整率的计算
9、 短路电流的计算
10、 励磁机与主发的联合仿真



大家可就上述相关问题展开讨论,若还需讨论其他方面问题,也请跟帖
其中3和4也可到相关帖子讨论。其他方面内容,可以在本贴讨论。
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[LV.7]常住居民III

发表于 2011-7-25 20:40 | 显示全部楼层
回复 2# forlink


    此贴必火!

请CIO从叠片磁极和实心磁极两方面的焦点问题入手,详细介绍一下相关参数的计算方法,感激不尽!本人正在从事凸极同步电机方面的设计工作,可惜都是路算,正好在此向队长学习有限元分析在同步电机计算中的应用,还请队长不吝赐教
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[LV.4]偶尔看看III

 楼主| 发表于 2011-7-25 20:56 | 显示全部楼层
回复 3# wayne


1、实心磁极和叠片磁极,在材料设置上,分别是硅钢片和结构钢材。
2、对于硅钢片,铁耗主要是定子部分产生的,转子的基本可以忽略,对于定子铁耗可以直接采用赋铁损曲线的办法计算。
3、对于实心磁极,铁耗除了定子部分,还要包括转子磁极表面的涡流损耗。转子可以通过设置set eddy effect来实现,然后在网格剖分时,采用skin depth based length剖分。
4、交直轴稳态电感参数二者是一样的。瞬态运行时,由于实心磁极转子表面会感应涡流,因此瞬态电感参数会有差别,软件同样可以模拟,还是通过给实心磁极set eddy effect的办法。
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[LV.4]偶尔看看III

 楼主| 发表于 2011-7-25 20:58 | 显示全部楼层
另外,再补充一点,实心磁极同步电机设计时,需要控制bs/delta,一般不要超过1.5。其中,bs为定子槽口宽,delta为气隙长度。
因为bs/delta的大小,决定了转子磁极表面涡流损耗的大小
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[LV.7]常住居民III

发表于 2011-7-25 21:08 | 显示全部楼层



    果然专业,问题就先提这么多,下面就期待实例讲解了除了大家都关心的电抗计算,我想关注一下实心磁极同步电机表面附加损耗的计算
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该用户从未签到

发表于 2011-7-25 22:12 | 显示全部楼层
受益很深呀  好好学习一下
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发表于 2011-7-25 23:00 | 显示全部楼层
膜拜,学习
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发表于 2011-7-26 08:16 | 显示全部楼层
好帖。如果能用FEA精确校核路算的参数和公式,再好不过
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发表于 2011-7-26 10:34 | 显示全部楼层
其实很多人都想有一个真机的案例来学习.不知道是否有那位可以来一个???
我想大家都会感激不尽的.哪怕是已经过时的产品也好了.
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发表于 2011-7-26 10:56 | 显示全部楼层
请教lz一个问题:在瞬态场分析时,Excitations>Setup Y connection...         此时添加Y连接与不添加Y连接有何区别。
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[LV.4]偶尔看看III

 楼主| 发表于 2011-7-26 11:43 | 显示全部楼层
本帖最后由 forlink 于 2011-7-27 14:55 编辑

回复 10# ttlk112

只要把方法学会,就达到了来论坛的目的。
真机参数由于保密原因,不方便透露的
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[LV.4]偶尔看看III

 楼主| 发表于 2011-7-26 11:47 | 显示全部楼层
回复 9# Actuator77

路算的话,很多参数算不准,比如额定励磁电流,主极和电枢磁场的波形系数。采用场的方法,就可以完美解决
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[LV.4]偶尔看看III

 楼主| 发表于 2011-7-26 12:45 | 显示全部楼层
回复 11# Actuator77


    set y connection只针对电压源激励,电流源激励不需要设置。
另外,添加Y连接与不添加Y连接,没有区别。你可以测试一下
软件默认Y连接,若需要设置三角形连接,则需要采用外电路的方法
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发表于 2011-7-26 13:13 | 显示全部楼层
回复 14# forlink


    试了一个例子,差别很小。对比两个电压源激励,设与不设Y连接,空载反电势波形几乎相同,只有波峰和波谷处,一个光滑一些,一个有小凸起

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forlink + 3 多谢测试

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发表于 2011-7-26 13:24 | 显示全部楼层
再请教一个问题。进行3D分析时,由于要画定子绕组,有两个设置EndExt和SpanExt,这两个参数是不是不用自己设定,而由系统自身调整呢?
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发表于 2011-7-26 13:32 | 显示全部楼层
在使用RMxprt时,参考《Ansoft12在工程电磁场中的应用》P340,“Base Inner Radius、Tip Inner Diameter和End Clearance均为端部绕组限定尺寸,软件会自动计算”
曾经试过自己设定值,但计算出来的data sheet中会提示平均半匝长不可信。
那么,是不是说所有电机的端部,在RMxprt中,完全不用管,由软件自动设置?
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发表于 2011-7-26 13:49 | 显示全部楼层
很感谢娄博的大作  
希望

1、铜耗和经典铁耗计算;
2、实心磁极涡流损耗计算;
3、交轴和直轴稳态电感计算;
4、交轴和直轴瞬态电感和超瞬态电感计算;
5、额定励磁电流的计算;
6、主极和电枢磁场的波形系数计算。




都能结合具体的实例来讲解

还希望有
一 过载倍数的计算
二 电压调整率的计算
三 短路电流的计算
四 励磁机与主发的联合仿真

也希望娄博能结合着这个例子讲讲

呵呵  前段时间,我也手里有个  无刷励磁的同步发电机的项目 , 有点心得,要想和大家多多讨论了
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发表于 2011-7-26 16:41 | 显示全部楼层
本人虽然不是做电机的,不过看到forlink队长的模型,forlink队长太牛了。
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 楼主| 发表于 2011-7-26 21:11 | 显示全部楼层
回复 17# Actuator77
如果你指定半匝平均长度以后,那么base inner radius,tip inner diameter ,end clearance等可以空着,软件会根据你所指定的半匝平均长度自动调整。
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