永磁同步电机交直轴电感计算
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参数化扫描的有问题,但是趋势应该差不多 《永磁电机》
永磁同步电机分为表面式和内置式。
由于永磁体特别是稀土永磁体的磁导率近似等于真空磁导率,对于表面式,直轴磁阻和交轴磁阻相等,因此交直轴电感相等,即Ld=Lq ,表现出隐极性质。对于内置式,直轴磁阻大于交轴磁阻(交轴通过路径的磁导率大于直轴),因此Ld 磁场强度H 沿一路经的积分等于该路径上的磁压,用符号U 表示,单位为A 。磁场强度沿一条闭合路径的积分等于等于该路径所包围的电流数,即F =∮Hdl l =∑I i k i=1,称为安培环路定律。由于磁场为电流所激发,上式中回路所环绕的电流称为磁动势,用F 表示(A )。 在电机设计中,为简化计算,通常把电机的各部分磁场简化为相应磁路。磁路的划分原则是:①每段磁路为同一材料;②磁路的截面积大体相同;③流过该磁路各截面的磁通相同。 电机等效磁路的基本组成部分为磁动势源、导磁体和空气隙,磁动势源为永磁体或通电线圈。图3-1为一圆柱形的磁路,其截面积为A ,长度为L ,假设磁通都通过该圆柱体的所有截面且在其截面上均匀分布,则该段磁路上的磁通和磁压分别为{Φ=BA U =HL ,与电路中电流和 电压的关系类比,定义R m =U Φ,为该段磁路的磁阻,上式称为磁路的欧姆定律。磁阻用磁 路的特性和有关尺寸为R m = L μA (L 是长度,μ是磁导率),与电阻的表达式在形式上类 似。磁阻的倒数为磁导,用ᴧ表示,Λ= μA L 。 众所周知,若气隙长度均匀、磁密在一个极距范围内均匀分布、铁心端部无磁场边缘效应,则气隙磁压降为F δ =H δδ= B δμ0 δ= δμ0ΦτL a ,式中,Ф为每极磁通;δ为气隙长度; τ为极距;La 为铁心长度。 调速永磁同步电机转子结构分为表面型和内置型。由于永磁体特别是稀土永磁体的磁导率近似等于真空磁导率,对于表面式,直轴磁阻与交轴磁阻相等,因此交直轴电感相等,即Ld=Lq ,表现出隐极性质。而对其他结构,直轴磁阻大于交轴磁阻,因此Ld = ψf i f = 3π8 μ0 N s 2l ef r g p l g = 3πN s 28p ∗ μ0l ef r g l g = 3πN s 28p ∗ μ0A l g = 3πN s 28p ∗ 1 R m (隐极电机); 所以磁阻和交直轴电感成反比。 电感的计算《ansoft+maxwell+电感计算》 电感有三种定义:初始电感、视在电感和增量电感。 1、初始电感是指励磁电流很小时,工作在B-H 曲线的线性区,一般用于小信号分析。 2、视在电感是针对线型磁性材料而言的。 3、增量电感是指励磁电流比较大时,工作在B-H曲线的饱和区,一般用于大功率电源。电感计算的方法: 1、矩阵法 在Parameter中设置电感Matrix。计算完了之后,在solution的Matrix中可以看到结果。这种方法也适用于多线圈的自感,互感计算,但前提是B-H是线性的或者工作在初始的线性区,而在饱和区时就不对了。 2、增量电感 也就是我们常说的饱和电感或者叫动态电感,需要用导数计算dphi/di,Ansoft的导数是这样表示的derive(phi)/derive(i)。这样的计算结果覆盖整个B-H曲线,包括饱和区。还可以做参数化扫描,得到电感随电流变化的曲线(饱和电流曲线)。 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 《Maxwell_PM_Motor_Ld_Lq》 《永磁电机交直轴电感LqLd仿真计算ANSOFT实例详解》 对Ansys计算永磁同步电机交直轴电感进行实例仿真。 1、用Ansys的Parameters/Matrix模块进行三相电感的计算。 。 对id、N、Pb、iq、ie、Thet进行参数设置,全局变量。 将转子D轴和定子A相轴线对齐,这样θ=0. i d =√3i e sin β; i q =√3i e cos β; T =T m +T r =P n ψa (√3I e )cos β+ P n 2 (L q −L d )(√3I e )2 sin 2β; [i u i v i w ]=C [i d i q ];C =√23[cos θsin θ cos (θ−23 π)sin (θ−2 3π)cos (θ+23 π) sin (θ+2 3π) ]; iu = sqrt(2/3)*id*N/P B; iv = sqrt(2/3)*(-id/2-sqrt(3)/2*iq)*N/P B; iw= sqrt(2/3*(-id/2+sqrt(3)/2*iq)*N/P B;