今天碰到一个实际问题:有位模友希望通过重绕电机来提高电机效率。通过增大槽满率、降低电机内阻而提高电机效率,理论上是完全OK的。那么具体怎么提高的呢?槽满率增大多少能提高多少的电机效率呢?
举个实例:
原电机参数:
电流(A):124.11 A
电压(V):40.39 V
最佳效率(E):91.4%
RPM:6726
另外两个重要参数:
r:电机内阻 c:转速铁损常数
如果不考虑风阻,最佳效率时:铜损=铁损
铜损 = A*A*r 铁损=rpm*rpm*c 40.39V下,获得最佳效率时:124.11*124.11*r = 6726*6726*c 计算出:r = 2937c
最佳效率=(输入功率-2*铜损)/输入功率 91.4% =(124.11*40.39 – 2*124.11*124.11*r)/(124.11*40.39) 计算出:r = 0.014 欧姆 c= 0.004765
如果槽满率提高50%,电机的其他所有参数保持不变(特指Kv值) r’= 2r/3 = 0.0093 欧姆
然后计算40.39V下的最佳效率电流A’:A’*A’*r = 6726*6726*c
A’ = 152.25 安培
最后计算40.39V下,A’(152.25安培)电流时,电机效率 e’ = 92.99%,这是最佳效率 此时电机输入功率为6149.38瓦
在40.39V下,124.11A时,电机效率为: e’ = (40.39*124.11 – 124.11*124.11*0.0093 – 6726*6726*0.004765)/(40.39*124.11) = 92.84%
讨论(也请指正):
1,本计算存在缺陷,没有考虑大电流下的降压:实际电压 = 电池电压 - 电机内阻*实际电流;但可能对计算结果影响不是很大
2,91% 的电机效率对外转子来说已经很给力了,即便把槽满率提高了50%(这还是有点难做到的),效率的提升也才差不多2%,可能反映在续航上的变化不是很明显
3,内阻降低了,同电压下的最佳效率时的电流增大了一些,单根粗线的散热本身也要好很多,这些都跟电机变得更耐操的特性保持了一致。
4,计算c这个常数,是方便估算其他电压、转速下的情况;由于上述例子都是观察在同一个电压和转速下的情况,c值算不算无所谓。
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