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发帖内容 2. 电机机壳换热能力怎么评价 3. 电机在不同环境温度下的性能变化 4. 关于无刷电机发热问题，欢迎大家讨论下 5. 异步电动机发热被烧的原因真是邪了门了 论坛回复 第一个问题“反电动势与驱动直流电压差距很大，对电机发热和损耗会有影响吗？”讨论如下： 1 sibq80 比如我电机直流电压是100V，电机反电动势才50V，我，如果我pwm占空比调制到95%时，相当于加到电机上的是95V，而电机反电动势才50V，那么有45V的压差是不是都体现在了IR上啊，那么这是不是会让d轴电流增大，使得电机发生弱磁现象啊？让电机损耗加大，发热量也大，是不是这样啊？请大家给我解答一下。谢谢了 2 sibq80 我现在的现象是在调制到95%时，电机d轴电流升高很大，我又做了id=0控制，但是控制效果不好，id很大。这是怎么回事啊？ 3 PMSM_spy 反电动势是一个系数，不是固定的一个值，随着转速升高，反电动势也增大。高于反电动势的值加在了RL上，电流有所增加，由转矩公式可知此时的电磁转矩也是较大的，再由转矩平衡方程可以知道，最终是能达到一个平衡的。 Id很大说明角度不对吧，观测器或者编码器的解析输出来角度使你给的电流矢量并没有和永磁体dq轴垂直。 以上是我的理解，不一定对 4 18201975434 正常情况下应该是有问题的，50V都在电阻上是什么概念，就是1Ω的内阻需要承受50A的电流，这看起来你这不像是这么大功率的；从你描述上看，你的Id很差，只能说明你的Id位置出现了很大的误差，也就是说转子角有很大的问题，这样说来虽然你的电流很大，但是用来出力的Iq却并不是很大，就像同样1A的Iq，角度正确的时候只需要1A的Is，当你角度偏差30°的时候，此时的Is应该是2A，一倍的放大，多余的Id用来抵消转子励磁了，发热大也就不难理解了 5 采蘑菇的小竹篓 反电动势太小就会相对产生比较大的电流，电机发热量增大，id=0控制时，角度准确的话基本是保持在0附近的，弱磁就另当别论了 6 18201975434 你理解的是对的，稳态的时候由于电流没有变化，只剩下反电势和电阻压降 7 zy1986 回复6 18201975434所谓的稳态只是在数值或者说是有效值上来讲的，但对电机运行来讲没有不在变化的状态，电流时刻都在做着周期变化。 8 18201975434 回复7 zy1986这个不变也就是对着DQ轴说吧，在稳态下DQ轴的电流可以认为是不变的 回复8 18201975434所以我说稳态只是数值分量上的稳定，但并不意味着电机的运行就是一个数值不变，电流仍然在周期变化，就必然存在着感抗、容抗、漏抗和阻抗。剩余压降只落在阻抗上是不正确的。 楼主和你在4楼（4 18201975434）的表述似乎说明你们理解的R只有阻抗，但这个R包含了感抗、容抗、漏抗、阻抗等的一个合成电阻。当剩余45V电压时，并不意味着直流电阻是1欧就有45A电流，感抗往往是阻抗的数倍甚至十几几十倍，电流可能不大的。 第二个问题“电机机壳换热能力怎么评价”讨论如下： 11 lgp0405 电动汽车电机温度一般被设计在145℃以内（对于H级绝缘）。那么，针对某一款水冷电机机壳，怎么判定其散热能力的大小？其最大散热量是多少？除了用进出口温差计算，还有什么方法？希望各位老师指导。 12 Keaven 好像与电机铁心与机壳的接触热阻有关。 13 lgp0405 回复12 Keaven你说得对，定子外圆表面和机壳内圆表面质量严重影响传热。但我要说的是，怎样评价水冷机壳流道的散热能力？ 进出口温差是一种简单粗暴不全面的方法，除了进出口温差，还有两个方面需要关注：实际的腔体内是否能注满水（是否有较多空气）、散热面积是否足够。 15 iso 最大散热量，其实是根据你的需求来定的，如果你设计在145℃以内，那么你把该稳态工况的所有损耗计算出来，就是你需要的散热量。散热能力没有太大意义，比如，冷却系统最大能散热20kW，而电机额定运行（145℃）的发热量只有5kW，剩下15kW用不到，一切根据需求而定。 16 lgp0405 回复14 iso您提到腔内存在空气，我以前没有听说过！有这种情况吗？ 回复16 lgp0405实际也是这样，除非你用真空注水，目前没听过那几家是采用这种方式的，而且即使真空注水也只能保证电机壳体注满，装整车时，还是有空气到冷却液内。 第三个问题“电机在不同环境温度下的性能变化”讨论如下： 想和大家讨论一个问题： 电机转子上的绕线在不同环境温度下，电阻应该是不同的．因为导线有＂电阻率温度系数＂，如果不考虑温升，即假设只考虑电机在某一温度下放置很久（绕线温度＝环境温度）然后突然加电启动．那他在不同环境温度下应该会表现出不同的性能，请教大家有什么办法可估算这种种差异么？ 举个例子，在20度的环境下某直流电机的电枢电阻为0.6欧姆，假设电枢绕线为铜线，其＂电阻率温度系数＂＝0.004，那么在80度时电枢电阻将变为0.6+（80-20）*0.004＝0.84欧姆，能否根据这种电阻的差异去考虑电机性能变化呢？这样理解对吗？ 电机里的轴承，电刷阻力可能在不同环境温度下也会有变化，这里暂不考虑行吗？ 19 zhgqxk-1 楼主可能是想知道转子在各种电阻值的情况下，电机的各参数的变化？ 20 enjoyingzk 电机设计时已经把温度定在预计工作温度了，电阻也进行了相应的折算，效率、功率也都是在预计工作温度下计算的。其他的不用考虑吧，反正我是没考虑过。 21 nature365 不好意思哈, 表达是有点不太好,主要是电机这一块不太了解：我是想问大家，在不同的环境温度下,电机绕阻和'磁场'会发生变化, 那么相应的会影响到电机的一些性能,如空载转速, 空载电流,堵转力矩等，这种变化如何在设计时考虑呢? 22 nature365 回复19 zhgqxk-1对啊,这是一个方面,但是温度不但影响了转子电阻还有磁通,轴承效率等,如何把这些因素综合起来估算呢? 回复20 enjoyingzk正是,设计时对不同温度下电阻进行了折算,那这种折算具体是如何操作的?因为最近看到一些对电机的要求: 在指定的2个不同环境温度下(-40度和80度),电机的性能较室温下的性能变化不超过20%，那么在电机设计前期是如何考虑或计算来满足这样的要求呢? 温度对磁通的影响，好像在常见的范围内都很小 温度对轴承的影响，除非是温度特别低，好像也不算大 当然，如果是跨度很大的，比如-40和80，似乎通常的轴承没有这么大的适应范围，所以依旧无法讨论 25 rentaotao 永磁同步电机，在实验时发现有部分电机随着绕组温度的升高，功率会变大，请问这是什么情况引起的，正常吗？ 26 1-1-1 回复24 张老五这个根据我的理解,主要是和润滑油或酯的工作温度范围有关. 回复25 rentaotao你说的功率变大是什么功率?输入功率吗? 如果是输入功率,应该是正常的,因为输出不变,温度升高导致铜损增加,输入会有些增加 应该是输入功率吧，就是电参数测试仪上显示的功率!谢谢解答 29 enjoyingzk 温度对电机性能的影响，主要是对绕组电阻和永磁体磁通（永磁电机）的影响，折算到电机的工作温度（=环境温度+电机温升）就可以了，具体的可以参考电机设计和唐老师的永磁电机，书上都有的。你已经提到 “电阻率温度系数＝0.004”，估计这些你也是都知道的，如果有问题我再把具体的公式贴上来，论坛上写公式太费劲。 至于对轴承性能的影响，不太了解，具体去查查轴承的工作温度范围吧。 回11楼（25 rentaotao），13楼（27 1-1-1）： 是输入功率变大吧？ 温度升高，铜耗、铁耗都增大，永磁体发出的磁通减小，输出功率不可能增大的。13楼（27 1-1-1）已经说了，输入功率变大是正常的。 回复25 rentaotao请问你怎么测量的功率？能说说一些测量的条件么？随着温度的增加，电机的输出转矩是下降的，你输出功率变大，很是奇怪？ 多谢楼上的回答，出现功率偏大问题是在进行温升实验时发现的，现在详细描述实验过程： 1、电机为'U型永磁同步电机”，实验时室温在25℃左右（一直开着空调算是比较稳定）。 2、电机负载运转，绕组处放热电偶线用来测温升； 3、实验电压为220V/50Hz（整个实验过程均使用稳压电源，所以电压保持不变，电参数测试仪上所显示的电压一直保持不变） 4、将电机插头插在“数字式电参数测试仪”负载输入端的插排上，这样电机在运行时的参数就能够实时的显示出来（包括电压，电流，功率，功因，频率） 随着实验的进行，电机绕组温度不断上升，当电机绕组温度趋向稳定时（此电机为83±1℃），此时发现，电参数测试仪上显示电机的功率与实验开始时相比明显偏大，具体在0.5W-1.5W之间跳动。 特别说明，只有部分电机出现这种状况，并且经过比较发现，当电机所加负载越大时，这种状况越明显。以上就是实验的整个过程，多谢各位参与讨论！ 32 张老五 那就是温度上升带来的绕组电阻增加和铜损增加 33 nature365 回复24 张老五取决于磁极材料,温度对磁通的影响有时还是不能忽略的， 温度对轴承的影响真不知道要如何考量。 回复29 enjoyingzk谢谢您的回复 唐老师的那本书我有看过,里面有提到一部分,但是不够详细, 这是里面的截图，要是能有一些详细的计算过程就好了  回复30 Edwin_Sun你说的输出转矩降低是指电机的转矩输出能力,实际使用时,输出转矩是和负载一样的,如果负载不变,输出转矩是不会变化的。另外,楼主计算不同温度下的电阻公式,也太小白了吧,居然不知道换算公式 回复30 rentaotao温度增加,定子铜损增加,输出功率不变的话,输入自然增加。当负载转矩增加时,温度会增加更多,输出功率的增加加上铜损的增加,输入增加的就更多了 第四个问题“关于无刷电机发热问题，欢迎大家讨论下”讨论如下： 在设计无刷电机的时候，大部分都是看电机的AJ值保证电机发热。现大家讨论下，AJ值能否真正的体现电机温升状况，我们可以排除工作制，散热和绝缘等级等因数，就看AJ值。假设现有一款电机，电机负载情况下A=8A/mm^2, J=10A/mm。 首先我们可以肯定电机负载情况下发热没有问题。问题来了，电机空载转速20000rpm，这时候还能看AJ值吗？这个时候该如何考虑电机发热呢？目前现有一款电机负载温升只有80K,左右，但是空载20000rpm的是有95K的温升。电机如何全面考虑电机发热？ 38 lvwei1020 首先，可以肯定AJ就是电机发热评价的一个根据，电机学里的基本参数。第一：这个数只能是在同等工作状态，或者说是电机参数类似的情况下的一个类比值或者说是经验值，不是绝对值。第二：这个参数没有包含铁损(也许以前的电机本身工作频率不是特别高，所以大家算的时候基本不计铁损，或者说当时的电机工作频率不是特别高，所以差距不是太大，就没把这个数值考虑进去了。但是现在不同了，随着无刷、同步的崛起，频率上千都是常见的了)。个人愚见，楼主莫纠结于AJ了，同等状态下结合测试数据，自己估吧。 39 254339861 回复38 lvwei1020空载电流包括铁损+机械+杂散损耗的，这怎么解释？ AJ没考虑铁损 （空载转速/负载转速）^1.33是铁损倍数 看看是不是很大 空载电流是铜线发热 铁损是铁芯发热 铜线发热部分还是I^2*R 但是铁芯损耗还是P=G*（P损）*B^2*f^1.33 41 飞飞猪 回复39 254339861空载电流？是控制器输出电流还是输入电流？输入电流才包括吧 ANSOFT AJ不准；只能参考，AJ值跟铁芯没关系 43 相由心生 回复42 597364583我认为AOSOFT AJ值是准的 电密用的有效电流计算而不是平均电流 不知道兄台说不准的依据是什么 觉得楼主的问题有点纠结了。 首先AJ值本身就是评估电机发热的标准，个人认为可以说是绕组的发热。因此这种状态下不考虑任何散热，比如不能带叶轮，水冷的不通水等等。而全面的考虑就是加上工作制，散热等条件，以及损耗等其他发热。这也是不同工作制通常的AJ参考值会不一样。 45 254339861 回复44 shine1982现大家讨论下，AJ值能否真正的体现电机温升状况，我们可以排除工作制，散热和绝缘等级等因数，就看AJ值。 没看到这句话吗？ 回复45 254339861电机发热基本就是那么几部分组成的。 其中铜损和铁损是主要，对于小电机铁心用量少，则铜损占比就会更高。当然如果一款电机本身带叶轮，那么跟另一款不带叶轮的电机相比就没有什么可比性了。因此对于类似电机，AJ值绝对是评估电机发热和温升的主要指标，尤其是不考虑其他散热和工作制等的因素。楼主的意思可能我理解的不够深，因为我一直认为的温升就是要考虑散热和工作制等的因素并且在额定工况下，而不考虑这些的情况，在我看来不能叫电机的温升，只能叫发热。所以才会认为纠结，望见谅。 经常遇到异步电动机发热被烧，有的是因为电压高了，电流就大了，所以绕组烧了；但也有另一种相反的原因，是因为电压低了，电流也大了，所以绕组就烧了！大家讨论一下，为什么电压高了电流大；电压低了电流也大。这是肿么回事涅？那到底什么电压时电流最小涅？ 欢迎大家讨论，对有价值的回复本队长会实施奖励。精彩回复重奖！ 48 张老五 这个就比较复杂了，要看具体工况和负荷类型。我先抛个砖。假设是完全空载，电压增加-激磁电流增加-总电流增加。再一种情况是恒功率负载，电压降低-总功率不变-电流增加。当然相反的情况也是有的，就留给其他会员慢慢发挥吧 49 wgs1120 电压高了，铁心急骤饱和，电流上升很快，电机不工作也烧了；电压低了，电机不带载时电流不会高，电机负载超过一定范围时，电机电流上升得很快，电机也会烧毁。 50 kaku2013 仅考虑电压、电流、电机内部状况的话，高电压导致工作在设计的磁滞曲线的饱和区段，则电流正比于电压增大；低电压并不造成电流增大，负载转矩造成低电压时的电流增大；长时间工作在过励磁或过负载时，发热及热量积累导致电机烧毁。对于非变频器驱动的电机应用来说，输入电压应在额定电压+/-允许的电压偏差范围内。大概是上述原因吧。 51 lvwei1020 个人认为：电压高后铁芯磁密加大，局部饱和会造成发热增大；电压升高后反电势的增加根不上电压的增高，造成电机电流增大；电压升高后电机负载转速升高，对相同负载来说，相对而言电机负载变大，负载电流也就大了。综上三点，电压增高电机的电流增大后发热会急剧增加，最终导致电机烧毁。电压低的话，电流大可能是为了维持负载，电压低了后，电流必须要大，相当于功率要维持，电压降的越多，电流增加的越大，发热也越严重。 52 标准答案 许多人都提到电机要“保持功率不变”、“维持功率”、“恒功率”等等之类的条件，问题是当一个特定的电机带上一个特定的负载（如风机、泵类或起重卷扬机等），若改变电机的电压，怎么能维持功率不变呢？显然这种假设是错误的。 53 张老五 严格的恒功率负荷有没有？知道的吱一声 54 wgs1120 我想进一步追问：能不能从烧毁的电机绕组分辨出是“电压高”烧毁还是“电压低”烧毁？或者说电压高烧毁与电压低烧毁的电机有什么不同？ 55 zxhua_407 对于风机，电压低时应当不会烧电机吧，只是转速低了，风量少了 56 张老五 除非是击穿，否则“电压高”和“电压低”都是过流烧，结果是一样的 57 chenxituwei 电压增大时电机电流增大而导致电机发热的现象较容易解释。。而关于电压降低电流反而升高的问题，是否可以这样理解：电机电磁转矩正比于端电压的平方，电压降低时电磁转矩减小，若此时电机负载转矩不变（恒转矩负载），电机将减速，即此时电机转差增大，等效电路中转子等效电阻减小，因而电机定子电流增大。若电压过低，转速过小则等效电阻减小显著，电机定子电流有较大增长而使得电机发热。这个过程也即是通过改变端电压调速的过程，属于变转差调速。 58 wgs1120 回复56 张老五那么客户不地道时，将电机过电压烧毁，生产厂家也没办法分辨是过电压还是电机本身设计问题了。这可咋办？ 回复58 wgs1120若非变频器，电压想高也不易 当电网无功急剧下降时通过潮流计算可以知道各负载电压会下降使得电网重新平衡，于是就烧了鸟 61 baton400 是否可以将电机的输入电压分成两大类，工业电源和变频器驱动。工业电源的话电流过流的话有可能是电机长时间过载，发热烧毁。变频器的话，原因就留给搞变频技术的人来吧。 62 zhaoranjun 一次去赤峰电厂看一台大风机电机烧了我抽取了它的监控曲线，我发现它启动时间过长 并且其中一相基本无电流其温度偏低，我就判断 可能用户有误操作 即只其中一相电源断掉 两相运行，最终导致烧机 后来运行人员证实了我的判断 赶脚没有监控曲线很难判断责任。 凡是能让异步电机发热烧机的方法经过恰当滴计算控制都可以用于等效负载的温升测试：例如：降低电压、增大转差率、双电源不同频率叠频、两相运行、改变转动惯量等等。 63 张老五 回复62 zhaoranjun这个也不难，缺相的引起的过流特征很明显，两相发热一相不发热就是 回复61 baton400变频器造成的电机烧机，多半是dV/dt引起的匝间绝缘损坏，真正过流的很少见。 关于du/dt 目前只有NEMA 有相关标准，可以借鉴，关于电压高，烧鸡还有一种可能，就是风机负载，电压高了，转速快了，负载加大，过流烧。 66 pzf414049413 我觉得电流大，F=BLI，要是理解就是负载增大，异于正常情况，另外就是内部损耗增大，多的电流用于补偿内部的损耗了，自然就是发热了，这种理解大家接受吗？ 67 fkj-allwin 我简单说一点,要想研究电机首先得明白电机的负载情况,了解电机负载的特性曲线.这样才能更好的分析电机的工作情况.风机、水泵、机床、空压机等都有不同的负载特性，同样是风机，不同的风机负载特性也不一样。 68 zxb1212 回复53 张老五压缩机里面只要保证吸排气温度不变的情况下，负载不随转速变化。（当然微观方面的变化还是略有一点点） 回复55 zxhua_407对于异步电机研究较少，分析不一定对，求砖头。我想高低压一般对于异步转速影响比较小，主要还是电频率影响转速。电压过高，根据电机电压方程，应该会导致电流增加，所以容易烧机。电压过低，虽然转速略有下降，如果是风机负载，肯定输出转矩会有所下降（这点我们就忽略），这时一般功率因数较低，电压又低，根据P=UIcos a，必然导致I大幅增加。所有，不论高低电压，只要超出一定范围，必然都会导致大电流。 回复69 zxb1212这可不一定，关键还是要看负荷类型和功率变化。以风机为例，如果是离心式风机，由于转速跟力矩的平方成正比，跟功率的三次方成正比，因此电压下降时，转速和功率都下降很快，电流未必要增加，除非是转矩下降到要堵转的地步 如何领取本文PDF文档及更多 最新干货文章合集 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