九相永磁同步电机是一个什么概念?

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/30 04:35:06
今天在看论文的时候看到了我国已经搞出了九相永磁同步电机的样机,如果工程实用化之后预计会装到黑鱼上面。
我平时对电力推进方面的东西了解很少,所以想借贴提问一下,这个九相永磁同步电机是什么概念?
相对于一般的三相永磁同步电机具体有什么不一样的地方?主要要解决的技术难题是什么?
希望有了解的筒子能够为我解惑。今天在看论文的时候看到了我国已经搞出了九相永磁同步电机的样机,如果工程实用化之后预计会装到黑鱼上面。
我平时对电力推进方面的东西了解很少,所以想借贴提问一下,这个九相永磁同步电机是什么概念?
相对于一般的三相永磁同步电机具体有什么不一样的地方?主要要解决的技术难题是什么?
希望有了解的筒子能够为我解惑。
原来我学过电机学,对基本概念还算是依稀记得一些。已经二十多年了,随口说说。
步进电机是直流电机的一种,应该定子有多个励磁的线圈,不同的时刻进行开关。而转子是永磁的,过去都是普通的磁铁,现在是稀土的。
通过不同的线圈通电和关闭,吸引转子旋转。如果是三相,就是有三组线圈。这样最精细的条件下,能够有六个相角。如果是9相,那就是18个相角了。机械来算,一圈是360度,也就是调整的更加精细了。但是为啥需要精细呢?不知道了。
原来我学过电机学,对基本概念还算是依稀记得一些。已经二十多年了,随口说说。
步进电机是直流电机的一种 ...
这样还是没有伺服电机那么精确啊,是不是相数越多,每一步转动的角度会变少,扭矩就会变大,定位精度也增加?
水多湿身 发表于 2015-10-31 21:20
这样还是没有伺服电机那么精确啊,是不是相数越多,每一步转动的角度会变少,扭矩就会变大,定位精度也增 ...
伺服电机是应用的角度的概念。而直流机交流机是技术概念。

你说的伺服电机的结构是什么?我们学的时代,步进电机就是最精确的。比如现在空调和冰箱,基本上都是直流步进电机。而一般的交流机,转速、驱动频率和转矩都不好控制。

步进电机的角度,线圈数量愈多,应该是愈发精确。
zhangee 发表于 2015-10-31 21:13
原来我学过电机学,对基本概念还算是依稀记得一些。已经二十多年了,随口说说。
步进电机是直流电机的一种 ...
感谢科普。关于多相永磁同步电机的研究背景论文中是这么写的:
随着负载功率需求的不断提高,变换器的总容量不断增加,器件级的串并和单元设备层面的级并联等拓扑结构也在不断发展 ,
因此迫切需要提供多套多相直流电源,为大容量电能变换器提供可靠的能源支撑。
你能不能再此基础上在解毒一下?
xzyhlyn2 发表于 2015-10-31 21:41
感谢科普。关于多相永磁同步电机的研究背景论文中是这么写的:
随着负载功率需求的不断提高,变换器的总 ...
我们在玩磁铁的时候应该有种直观的感受,就是两个磁铁距离近,吸引力比较大。所以按道理来说,同尺寸的电机,线圈套数多,在机械上距离近,吸引力强,才能有更大的机械功率输出。脑补,不知道是否是真正的9相电机设计思路,但是觉得有点道理。
输出功率大,则需要的电源功率就大。目前,电源都是使用电力电子器件组成。核心应该是IGBT,是一种场效应管。这些管子的电流和耐压是有限制的,所以就需要进行串并联。典型的例子,就是直流特高压中,交直流变换中需要使用的换流阀,就是IGBT的组件组成的。这是交直流变换器的核心器件。
我们在玩磁铁的时候应该有种直观的感受,就是两个磁铁距离近,吸引力比较大。所以按道理来说,同尺寸的电 ...
你的解释很形象易懂,让我对多相同步电机有了一个大致的概念,谢谢。
永磁同步电机什么时候变成步进电机了?永磁最常见的是三相电机,就是有三相绕组。五相现在也有很多研究,九相就是九相绕组呗。导通方式更多,余度更高
zhangee 发表于 2015-10-31 21:13
原来我学过电机学,对基本概念还算是依稀记得一些。已经二十多年了,随口说说。
步进电机是直流电机的一种 ...

先看清楚再说话,异步电机跟步进电机是两个概念,不要误导人家。
步进电机必须要匹配驱动器,再引入外部驱动脉冲,一个步进脉冲周期转一个设定步进角,当驱动器自带脉冲也可以(一般不会这样做,我也没见过)。
异步电机是交流电机,只要通上交流电就转(可以不需要驱动器),而步进电机没有步进脉冲,通上电你用力拧它未必会动。
异步电机常见的是三相,致于多相电机不是很了解,相对三相有什么优缺点说不上来,但有一点可以说的,相位越多,对于相位对称平衡就越是讲究,也越难做,否则电机就是一震荡器。
zhs_sky 发表于 2015-10-31 22:41
先看清楚再说话,异步电机跟步进电机是两个概念,不要误导人家。
步进电机必须要匹配驱动器,再引入外 ...
我哪里说过步进电机是异步电机?步进电机是直流机,而异步电机是交流机的一种,就是我们常说的鼠笼电机。高中物理应该讲过。
但是步进电机和同步电机在磁场旋转上是非常类似的。定子都有磁性,磁场不断改变。只是步进电机的绕组输入的是脉动直流电,而同步电机是交流电。当然,脉动直流中也含有交流的成分。
另外,步进电机并不一定需要外部的脉冲。我们当年就用单片机,照样控制,而且在不同时刻实现正反转和调速。
zhs_sky 发表于 2015-10-31 22:41
先看清楚再说话,异步电机跟步进电机是两个概念,不要误导人家。
步进电机必须要匹配驱动器,再引入外 ...
开什么玩笑,哪家的交流电机通交流电就转?你给三相电机加单项交流电能转吗?伺服电动机也分很多种,直流的、交流的、BLDC、PMSM、步进等,基本都需要驱动器(也就是一个能够满足伺服电机运转需求的特殊电源,例如变频器);
多相同步电动机相比三相同步电动机的优点很多,比如在电压受限制的场合便于实现低压大功率;由于相数多电动机或电力电子装置的一相或多相故障时,断开故障环节,电动机仍可运行,可靠性高;输出转矩脉动小,噪声小(想想潜艇)。
zhangee 发表于 2015-10-31 21:13
原来我学过电机学,对基本概念还算是依稀记得一些。已经二十多年了,随口说说。
步进电机是直流电机的一种 ...
相同体积输出功率更高了呗!有没有减小震动的效果?可能会有吧!对于推进装置来说,不需要和伺服电机一样精确,肯定是提升功率密度、静音、检修之类与推进功能相关的性能呀
我哪里说过步进电机是异步电机?步进电机是直流机,而异步电机是交流机的一种,就是我们常说的鼠笼电机。 ...
单片机控制驱动器,驱动器控制步进电机。

所以单片机相当于给指令(正转,反转,速度引脚)给驱动器。

那么驱动器靠什么驱动步进电机呢?是电脉冲。

这里驱动器相当一个函数,接受单片机传来的输入变量,经过自己的计算后,得到相应的输出变量控制步进电机运行。

如果单片机要直接控制步进电机 ,输出就复杂了绝不是“正转,反转,速度脉冲”三个引脚就能搞定。


这是我的专业,二十几年前被称为两把剪刀之一的“电机”考了八十几分,可现在全忘了,改行太急,惭愧中。(另一把剪刀是“电路”ITSEASY,还依稀记得“材力”和“理力”也是鬼门关)

这是我的专业,二十几年前被称为两把剪刀之一的“电机”考了八十几分,可现在全忘了,改行太急,惭愧中。(另一把剪刀是“电路”ITSEASY,还依稀记得“材力”和“理力”也是鬼门关)
N年前老马就搞出12相同步发电机/电动机了


不是电机专业的,我随便说说啊,说的不对还请大家指正。相对三相来说,多相电的优势有几点。一是可靠性提高了,一旦电机或者变换器的一相或者几相都发生故障,只要屏蔽断开,电机驱动系统还是可以正常工作;第二是相数多了,输出的转矩脉冲就少很多,电机的噪音,振动都会改善,电机在低速段的性能特性也会改善;第三是多相电机驱动可以解决低压大功率电推的一些应用困难。比如说采用三相的话,要实现大功率电力变换,需要在逆变器里面串联一堆功率器件,这就会导致动态和静态的均压问题,采用多相就可以避免这问题,将大功率进行分摊,从而降低逆变器中每相的功率,逆变器中并联的那些电子电力器件就不用采用更高功率的

不是电机专业的,我随便说说啊,说的不对还请大家指正。相对三相来说,多相电的优势有几点。一是可靠性提高了,一旦电机或者变换器的一相或者几相都发生故障,只要屏蔽断开,电机驱动系统还是可以正常工作;第二是相数多了,输出的转矩脉冲就少很多,电机的噪音,振动都会改善,电机在低速段的性能特性也会改善;第三是多相电机驱动可以解决低压大功率电推的一些应用困难。比如说采用三相的话,要实现大功率电力变换,需要在逆变器里面串联一堆功率器件,这就会导致动态和静态的均压问题,采用多相就可以避免这问题,将大功率进行分摊,从而降低逆变器中每相的功率,逆变器中并联的那些电子电力器件就不用采用更高功率的
欣昕 发表于 2015-11-1 05:29
N年前老马就搞出12相同步发电机/电动机了
你说的的确是N年前的东西了,老马搞出的那个所谓十二相同步整流电机采用的是4个互移15°的三相交流绕组(等同三相同步电机)的这么一个东西。
多相电机相对于三相电机的优越性上面已经很多筒子说了,我就不班门弄斧了。
现有的多相电机以五相、六相居多,九相电机哪怕是放眼世界也是很少很少的,至少作者的原话说的是“国际上未见同类电机的报道。”
作者团队研制的九相同步电机样机如果按照论文设想将来最终工程实用化后应该是双九相互移40°同步电机,也就是十八相同步整流电机。
tolerare 发表于 2015-11-1 09:03
不是电机专业的,我随便说说啊,说的不对还请大家指正。相对三相来说,多相电的优势有几点。一是可靠性提高 ...
说得很好啊,和我查找的资料里面说的很接近。
xiaorong981 发表于 2015-11-1 03:45
单片机控制驱动器,驱动器控制步进电机。

所以单片机相当于给指令(正转,反转,速度引脚)给驱动器。 ...
你跟他解释作甚?
九相?那就是电流电压的波形更趋于平直,处理好了,就意味着同样条件下功率大了。
幽冥虎 发表于 2015-10-31 23:26
开什么玩笑,哪家的交流电机通交流电就转?你给三相电机加单项交流电能转吗?伺服电动机也分很多种,直流 ...

呵呵!
说得很好啊,和我查找的资料里面说的很接近。
以前搞过交流电机的传动系统设计,电机这块还是对异步感应电机比较熟悉,但是现在大热的是永磁同步感应电机,电推,电动汽车都应用广泛,很有前景


这里:
http://jcj.miit.gov.cn/n11293472 ... 15979/16309231.html
提到了15相!

“十五相24MVA推进变频器,该装置由三套相同的独立通道组成,每个通道为新型感应推进电机的五相绕组供电”
*****************************************
双六相:
http://wenku.baidu.com/link?url= ... d5suqsOsyAxBzaOeJhu
大容量双六相储能电机

*****************************************
24相!!!
http://lt.cjdby.net/forum.php?mo ... &fromuid=923021

这里:
http://jcj.miit.gov.cn/n11293472 ... 15979/16309231.html
提到了15相!

“十五相24MVA推进变频器,该装置由三套相同的独立通道组成,每个通道为新型感应推进电机的五相绕组供电”
*****************************************
双六相:
http://wenku.baidu.com/link?url= ... d5suqsOsyAxBzaOeJhu
大容量双六相储能电机

*****************************************
24相!!!
http://lt.cjdby.net/forum.php?mo ... &fromuid=923021



这个十五相和上面我说的十二相是一个道理,我看的资料也提到了我国的十五相感应电机,采用了3个互移12°五相交流绕组,
那个二十四相也是一样的,不就是四个六相交流绕组嘛?我说的可是单个的九相永磁同步电机,看清楚一点。
我个人觉得查到资料后花点时间弄清楚点再兴奋比较好。
NHPZ 发表于 2015-11-1 10:45
这里:
http://jcj.miit.gov.cn/n11293472 ... 15979/16309231.html
提到了15相!


这个十五相和上面我说的十二相是一个道理,我看的资料也提到了我国的十五相感应电机,采用了3个互移12°五相交流绕组,
那个二十四相也是一样的,不就是四个六相交流绕组嘛?我说的可是单个的九相永磁同步电机,看清楚一点。
我个人觉得查到资料后花点时间弄清楚点再兴奋比较好。
单片机控制驱动器,驱动器控制步进电机。

所以单片机相当于给指令(正转,反转,速度引脚)给驱动器。 ...
你说的是一种情况。用单片机的通用控制管脚也可以控制。只是不是指令罢了。
你说的是一种情况。用单片机的通用控制管脚也可以控制。只是不是指令罢了。
但依然是数字信号,高低电平(0,1)
zhangee 发表于 2015-10-31 21:26
伺服电机是应用的角度的概念。而直流机交流机是技术概念。

你说的伺服电机的结构是什么?我们学的时代 ...
在今天这个时代,划分同步还是异步电机要比划分交流还是直流意义更明确
这个时代对于位置精度要求很高的电机大多为永磁同步电机——通常是直流的,但是也有交流的,尽管是直流,但也只是指servo斩波以后没有过零点的输出,和传统意义上的直流是有区别滴
这个时代的大功率和高速电机通常是异步电机——有永磁的,但大多数还是分开励磁或者感应式的,尤其是高速电机大多是感应式的
步进电机——严格意义上几相几步的那种,可理解为特别粗糙的同步电机……
马院士搞的,直流永磁同步电机。用在039(041)上,相数多电机转数慢,使其实用调转区段在电机高效区。
大扭矩,低转速,平稳性,主要就是这3点。
CJQS 发表于 2015-11-3 14:31
大扭矩,低转速,平稳性,主要就是这3点。
直流电机唯一的优点就是低转数时的大扭矩,用在动车和超跑上一流,用在柴电艇上只不过就和蓄电池组。
潜水n多年002 发表于 2015-11-3 14:38
直流电机唯一的优点就是低转数时的大扭矩,用在动车和超跑上一流,用在柴电艇上只不过就和蓄电池组。
还真不是这么回事,潜艇电机工作功率范围很宽(几十到几千千瓦),主要是用的定螺距螺旋桨(噪声小),需要转速调节(十几转到上百转),这方面交流机就需要非常复杂的控制系统才能保持较高的效率。
CJQS 发表于 2015-11-3 14:54
还真不是这么回事,潜艇电机工作功率范围很宽(几十到几千千瓦),主要是用的定螺距螺旋桨(噪声小),需 ...
现代(核)潜艇电推的趋势是交流,大电机(10MW级)和小电机(MW级)串联结构是方向,老兄不要忘了还有一个东西叫变频器。

潜水n多年002 发表于 2015-11-3 15:06
现代(核)潜艇电推的趋势是交流,大电机(10MW级)和小电机(MW级)串联结构是方向,老兄不要忘了还有一 ...


核艇用交流是因为之前直流机功率做不上去,现在这个问题正在逐步解决。

电机分级串联,这个在直流机上也在用。

交流变频器,现在用得很多,比如市面上的变频空调就是这个,但是变频器也同样存在工作区间的问题,尤其是斩波器输出的经济负荷范围还是比较有限,对于储能有限的常规艇,太奢侈,用不起。
潜水n多年002 发表于 2015-11-3 15:06
现代(核)潜艇电推的趋势是交流,大电机(10MW级)和小电机(MW级)串联结构是方向,老兄不要忘了还有一 ...


核艇用交流是因为之前直流机功率做不上去,现在这个问题正在逐步解决。

电机分级串联,这个在直流机上也在用。

交流变频器,现在用得很多,比如市面上的变频空调就是这个,但是变频器也同样存在工作区间的问题,尤其是斩波器输出的经济负荷范围还是比较有限,对于储能有限的常规艇,太奢侈,用不起。

CJQS 发表于 2015-11-3 15:10
核艇用交流是因为之前直流机功率做不上去,现在这个问题正在逐步解决。


舰艇电推始于百年前的直流,终于三代柴电艇的直流,直流系统管理相对复杂,随着变频器的门槛不断降低,交流的优势越趋明显。直流电机的功率密度远不如交流。
CJQS 发表于 2015-11-3 15:10
核艇用交流是因为之前直流机功率做不上去,现在这个问题正在逐步解决。


舰艇电推始于百年前的直流,终于三代柴电艇的直流,直流系统管理相对复杂,随着变频器的门槛不断降低,交流的优势越趋明显。直流电机的功率密度远不如交流。
潜水n多年002 发表于 2015-11-3 15:18
舰艇电推始于百年前的直流,终于三代柴电艇的直流,直流系统管理相对复杂,随着变频器的门槛不断降低,交 ...
这个再看吧,毕竟各有优势,管理复杂在现代未必会成为一种阻碍,柴电对效率上的追求是很高的,而现在高效率的DC-DC控制系统现在也很成熟,当然DC-AC变频系统现在也很不错。
CJQS 发表于 2015-11-3 15:26
这个再看吧,毕竟各有优势,管理复杂在现代未必会成为一种阻碍,柴电对效率上的追求是很高的,而现在高效 ...
好吧,等095和小核堆艇解密时再辨。

潜水n多年002 发表于 2015-11-3 15:33
好吧,等095和小核堆艇解密时再辨。


有堆了,效率不是问题的时候,交流机会有优势的。

然而并不代表所有的柴电艇都会上堆,这个不仅是成本问题,管理问题更多。
潜水n多年002 发表于 2015-11-3 15:33
好吧,等095和小核堆艇解密时再辨。


有堆了,效率不是问题的时候,交流机会有优势的。

然而并不代表所有的柴电艇都会上堆,这个不仅是成本问题,管理问题更多。
CJQS 发表于 2015-11-3 15:54
有堆了,效率不是问题的时候,交流机会有优势的。
对头,我兔星辰大海,玩的是拯救地球,但愿能有一天和老兄看我兔和(核)谐全球。
就我对交流电动机的理解,9相电动机的负载更大动力更足,抗缺相能力更好,然后同输出功率下单向负载更低,也就是加强了静音性能,减少了振动。

古猛龙 发表于 2015-11-3 16:15
就我对交流电动机的理解,9相电动机的负载更大动力更足,抗缺相能力更好,然后同输出功率下单向负载更低, ...
好处全让你说了,还有一项你没说,就是转速与相数成正比下降,好调速了。