Ansoft瞬态场计算步骤及与RMxprt的结果对比(3)

2018-12-06 19:40

下面的两个图形时2D和RmxPrt得到的相反电动势波形。可以看出,两者差别不大。注意在2D计算中,没有考虑电机的斜槽。另外,2D计算得到的电势是时间的函数,可以在2D的后处理中将横坐标由时间变为位置。

2.5 Post Process

Post Press/Transistant date:

在其中可以得到Solve 中的所有曲线结果,但在其中可以对这些结果进行分析和计算,其中包括前面的将横坐标变由时间便为位置。 2.5.1

计算平均输出功率:Average Output Power

在进行2D计算时,给定输出负载转矩和转速,因此电机的输出功率很容易计算,但是也可通过转矩曲线和转速曲线进行计算。

在EMpulse中,电机的功率Pout满足下式:

Pout?Pair_gap?FW

其中,FW,表示机械损耗,Pair_gap为气隙功率,由平均转矩(单位Nm)和转速(单位rad/second)相乘而得。转速为375rpm=39.27rad/s。以下给出平均转矩的计算方法。 1) Choose Plot/Open, Select torque.dat, choose OK; 2) Choose Tools/Calulator to access the Signal Calculator;

3) Select Torque.dat, and choose Copy to copy the torque plot into top of stack of calculator. 4) Choose Sample, and define the following parameters: ? Sample: Time ? Specify by:Size

? Start:0.2 ? Stop:0.3 ? Size:1000

5) Choose OK to accept the values and return to the signal calculator. 6) Enter 39.27 in the Name/Constant field(给定速度) 7) Choose * to multiply by the speed in radians per second; 8) Choose the integrate button(计算在一段时间内转矩之和)

9) Enter 0.1 in the Name/Constant field(给计算平均值的时间段:Stop time-Start time=0.1s) 10) Choose “/” to calculate the average;

11) Choose Preview. The last number in this plot is the average value(曲线的最后一点就是所求

的平均转矩);

12) Choose max,(给出所求的平均转矩):816.141Nm

因此输出功率为:Pout=816.141-70=746.141;由于给定转矩为19Nm,而不是要求的19.1,因此输出功率不是750W。

2.5.2

计算相电流有效值:

I?1NN电流有效值的数值计算公式:

?i12(n) 1) Choose Plot/Open, Select current.dat, choose OK; 2) Choose Tools/Calulator to access the Signal Calculator;

3) Select current..dat:A_phase, and choose Copy to copy it into top of stack of calculator. 4) Choose Sample, and define the following parameters: ? Sample: Time

? Specify by:Size ? Start:0.2 ? Stop:0.3 ? Size:1000

5) Choose OK to accept the values and return to the signal calculator. 6) Choose Push to duplicate the entry;

7) Choose * to multiply the value in top of the stack by itself(计算i2); 8)Choose the integrate button(计算在一段时间内i2之和);

9) Enter 0.1 in the Name/Constant field(给计算平均值的时间段:Stop time-Start time=0.1s) 10) Choose “/” to calculate the average; 11)Choose

12) Choose Preview. The last number in this plot is the average value(曲线的最后一点就是所求的电流有效值);

13)Choose max (得所要求的电流有效值):1.568

(进行开方运算)(这一步可以在最后一步进行,计算结果差别不大);

相电流的EMpulse计算值为1.568A,RmxPrt的计算结果为1.539A,两者

差别很小

同样可以计算外加相电压有效值,外加相电压是标准的正弦波,因此该值就是

3501/3V。

2.5.3 计算输入电功率,由此可以计算效率

1NN 一相输入平均功率的数值计算公式为:PA??u(n)i(n)

11) Choose Plot/Open, Select current.dat、v_src.dat (外加三相项电压) choose OK; 2) Choose Tools/Calulator to access the Signal Calculator;

3) Select current..dat:A_phase, and choose Copy to copy it into top of stack of calculator. 4) Choose Sample, and define the following parameters(将A相相电流离散化): ? Sample: Time ? Specify by:Size ? Start:0.2

? Stop:0.3 ? Size:1000

5) Choose OK to accept the values and return to the signal calculator.

(此时Calculator Stack中的A相电流表示为:Sample(Current.dat_phase)) 6) 将Calculator Stack 中的Sample(Current.dat_phase)Load到Loaded signals 中; 7) 将Calculator Stack 中的Sample(Current.dat_phase)Clrs(删除);

8) Select v_src..dat:A_phase, and choose Copy to copy it into top of stack of calculator. 9) Choose Sample, and define the following parameters(将A相相电压离散化): ? Sample: Time ? Specify by:Size ? Start:0.2 ? Stop:0.3 ? Size:1000

10) Choose OK to accept the values and return to the signal calculator.

11)选中Loaded signals中的Sample(Current.dat_phase),并将其Copy到Calculator Stack 12)Choose “*”,将上述电压和电流相乘; 13)Choose

?(积分),将各成绩量相加;(Choose the integrate button)

14)Enter 0.1 in the Name/Constant field(给计算平均值的时间段:Stop time-Start time=0.1s) 15)Choose “/” to calculate the average; 16)Choose

(进行开方运算)(这一步可以在最后一步进行,计算结果差别不大);

17)Choose Preview. The last number in this plot is the average value(曲线的最后一点就是所求的A相输入功率);

18)Choose max (得所要求的A相输入功率):306.223W

同样可得B相、C相输入功率,因此三相输入功率为:918.669W,RmxPrt中计算得到的输入功率为:942.967W,相差不多。显然场的计算值较小,这是由于在场的计算中没有考虑铁耗,如果考虑铁耗(RmxPrt中的铁耗为13.36W),则两者差别更小。

有上的结算结果可以得到

EMpulse 中计算得到的运行效率为

746.141/918.669*100%=81.2%,RmxPrt计算的效率为79.54,相差不大。

2.6 Post Process


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