凍結(jié)磁導(dǎo)率的方法

1、一般采用靜態(tài)場(chǎng)計(jì)算電感，forlink(婁博)的關(guān)于凍結(jié)磁導(dǎo)率法還不是很了解。注意的問題：1、A相軸線與D(Q)軸對(duì)齊2、額定電流一般加到5%到10%，超過可能導(dǎo)致磁路飽和引起的誤差3、如果在matrix里面沒有設(shè)置每槽導(dǎo)體數(shù)與并聯(lián)支路數(shù)，計(jì)算出來的電感矩陣不但要乘以鐵芯長(zhǎng)度還要乘以N的平方，交直軸電感，是同步電機(jī)分析和控制所必須的重要參數(shù)。關(guān)于如何計(jì)算，只要是電磁場(chǎng)有限元和電機(jī)方面的論壇，都有相關(guān)的討論。遺憾的是大都停留在泛泛層面，鮮有具體闡述。授人以魚，不若授人以漁。本帖擬從電感矩陣變換的角度出發(fā)，從原理上對(duì)此問題講清楚，并給出具體操作流程。一、基本流程1、參考方向(referencedi

2、rection)圖1電機(jī)參考方向的定義2、凍結(jié)磁導(dǎo)率(frozenpermeability)對(duì)于線性材料來說，它的磁導(dǎo)率是一個(gè)常數(shù)，不存在凍結(jié)磁導(dǎo)率(frozenpermeability)之說，也不存在飽和之說；但對(duì)于電機(jī)里面的鐵磁材料而言，不同電流下，鐵磁材料的磁導(dǎo)率是不同的，因此電感參數(shù)也不一樣；實(shí)際計(jì)算電感時(shí)，要考慮電機(jī)額定運(yùn)行工況時(shí)的飽和程度，計(jì)算出來的電感才有實(shí)際意義。這只有通過凍結(jié)磁導(dǎo)率的辦法，才能實(shí)現(xiàn)。凍結(jié)磁導(dǎo)率具體步驟如下：（1）、計(jì)算額定工況飽和程度。此時(shí)的激勵(lì)包括額定電樞繞組電流、額定勵(lì)磁繞組電流，鐵磁材料為非線性磁化曲線，方程為非線性方程；（2）、在（1）中的非線性方程迭

3、代求解結(jié)束后，計(jì)算各個(gè)單元的磁導(dǎo)率，并凍結(jié)各個(gè)單元的磁導(dǎo)率（frozenpermeability），此時(shí)磁導(dǎo)率為常數(shù)；（3）、去掉（1）中所加的所有激勵(lì)，將電機(jī)鐵磁材料的非線性磁化曲線更換為（2）中保存各個(gè)單元的磁導(dǎo)率，此時(shí)電機(jī)電機(jī)電感與電流無關(guān)；然后分別給每個(gè)繞組施加1A的電流，計(jì)算磁場(chǎng)，此時(shí)的方程為線性方程；（4）、計(jì)算（3）中能量，再依據(jù)能量法計(jì)算電感。Ansoftmaxwell計(jì)算電感矩陣時(shí)，是會(huì)自動(dòng)凍結(jié)磁導(dǎo)率和考慮飽和影響的，沒必要手動(dòng)凍結(jié)磁導(dǎo)率。當(dāng)然我們也可以依照上述四步，手動(dòng)凍結(jié)磁導(dǎo)率，然后計(jì)算電感，兩種方法結(jié)果是完全一樣的。3、電流的加載（excitation）采用靜磁場(chǎng)計(jì)算，

4、為了計(jì)算額定工況，電機(jī)應(yīng)該施加額定電樞電流和額定勵(lì)磁電流。施加額定電樞電流時(shí)，需要施加對(duì)應(yīng)于該轉(zhuǎn)子位置時(shí)刻的三相電流瞬時(shí)值，這樣才能與額定工況相符。4、派克變換（parktransformation）采用靜磁場(chǎng)，施加3中所述的額定勵(lì)磁電流和額定電樞電流，計(jì)算出abc坐標(biāo)系下的電感矩陣Labcf，取其中的Labe，然后按照?qǐng)D2對(duì)其進(jìn)行派克變換，即可得到交直軸電感Ldq，這一步工作可以采用excel或matlab完成。其中0為1中參考方向定義的電角度。轉(zhuǎn)子位置角0可為090度之間的任一角度。圖2派克方程及其變換二、有關(guān)說明：1、本帖雖然以電勵(lì)磁同步電機(jī)為例，但所述方法完全適用于永磁同步電機(jī)，爪極電

5、機(jī)，盤式電機(jī)，感應(yīng)子電機(jī)等同步電機(jī)系列。2、靜磁場(chǎng)計(jì)算電感，在assignmatrix中可以直接指定匝數(shù)和并聯(lián)支路數(shù)。因此若采用全模型，計(jì)算出來的電感只需要乘以電機(jī)鐵心長(zhǎng)度就是實(shí)際電感。為了減小計(jì)算量，常常采用周期模型，此時(shí)計(jì)算出來的電感除了乘以電機(jī)鐵心長(zhǎng)度外，還需要乘以周期性對(duì)稱系數(shù)，才是實(shí)際電感。3、由于采用二維靜磁場(chǎng)，因此沒能計(jì)及端部電感的影響。但端部電感一般占電機(jī)總電感的3%左右，影響很小。當(dāng)然，更準(zhǔn)確的計(jì)算可采用三維靜磁場(chǎng)，基本原理與二維靜磁場(chǎng)完全相同。4、不建議采用瞬態(tài)場(chǎng)，理由是瞬態(tài)磁場(chǎng)需要做兩次計(jì)算，一次是空載時(shí)的定子磁鏈，一次是負(fù)載時(shí)的定子磁鏈，由于瞬態(tài)場(chǎng)磁導(dǎo)率不能凍結(jié)，因此無法保證兩次飽和程度相同，故而電感精度無法得到保證。5、若需要計(jì)算電機(jī)帶不同負(fù)載時(shí)的電感，可以將電機(jī)電流設(shè)置成變量，然后進(jìn)行參數(shù)掃描。就可以得出交直軸電感隨功率因數(shù)角變化時(shí)的曲線。6、本帖所述方法與其他方法的優(yōu)點(diǎn)在于，只需要一次靜磁場(chǎng)計(jì)算即可同時(shí)完成