I. Синхрондук индуктивдүүлүктү өлчөөнүн максаты жана мааниси
(1) Синхрондук индуктивдүүлүктүн параметрлерин өлчөөнүн максаты (б.а. кайчы огу индуктивдүүлүк)
AC жана DC индуктивдүүлүк параметрлери туруктуу магниттик синхрондук кыймылдаткычтын эң маанилүү эки параметри болуп саналат. Аларды так алуу мотор мүнөздөмөлөрүн эсептөө, динамикалык симуляция жана ылдамдыкты башкаруу үчүн шарт жана негиз болуп саналат. Синхрондук индуктивдүүлүк кубаттуулук фактору, эффективдүүлүк, момент, арматура ток, кубаттуулук жана башка параметрлер сыяктуу көптөгөн туруктуу абалдын касиеттерин эсептөө үчүн колдонулушу мүмкүн. Вектордук башкарууну колдонуу менен туруктуу магнит кыймылдаткычын башкаруу системасында синхрондук индукторлордун параметрлери башкаруу алгоритмине түздөн-түз катышат жана изилдөөлөрдүн натыйжалары алсыз магниттик аймакта кыймылдаткычтын параметрлеринин так эместиги моменттин жана кубаттуулуктун бир кыйла төмөндөшүнө алып келиши мүмкүн экендигин көрсөттү. Бул синхрондук индуктор параметрлеринин маанилүүлүгүн көрсөтөт.
(2) Синхрондук индуктивдүүлүктү өлчөөдө эске алынуучу көйгөйлөр
Жогорку кубаттуулуктун тыгыздыгын алуу үчүн туруктуу магниттик синхрондук кыймылдаткычтардын структурасы көбүнчө татаалыраак болуп эсептелинет, ал эми кыймылдаткычтын магниттик чынжырлары көбүрөөк каныккандыктан, кыймылдаткычтын синхрондук индуктивдүүлүгүнүн параметри магниттик чынжырдын каныккандыгына жараша өзгөрөт. Башка сөз менен айтканда, параметрлери синхрондук индуктивдүүлүк параметрлери так мотор параметрлеринин мүнөзүн чагылдыра албайт номиналдуу иштөө шарттары менен, мотордун иштөө шарттары менен өзгөрөт. Ошондуктан, ар кандай иштөө шарттарында индуктивдүүлүктүн чоңдуктарын өлчөө керек.
2.permanent магнит мотору синхрондук индуктивдүүлүктү өлчөө ыкмалары
Бул эмгекте синхрондук индуктивдүүлүктү өлчөөнүн ар кандай ыкмаларын чогултуп, аларды деталдуу салыштыруу жана талдоо жүргүзөт. Бул ыкмаларды болжол менен эки негизги түргө бөлүүгө болот: түз жүк сыноо жана кыйыр статикалык сыноо. Статикалык тестирлөө андан ары AC статикалык тестирлөө жана DC статикалык тестирлөө болуп бөлүнөт. Бүгүн, биздин "Синхрондук индуктор сыноо ыкмалары" биринчи бөлүгү жүк сыноо ыкмасын түшүндүрөт.
Адабият [1] түз жүктөө ыкмасы принцибине киргизет. Туруктуу магнит кыймылдаткычтары, адатта, кош реакция теориясын колдонуу менен, алардын жүктөө ишин талдоо үчүн талданышы мүмкүн жана генератор менен мотордун иштешинин фазалык диаграммалары төмөндөгү 1-сүрөттө көрсөтүлгөн. Генератордун θ кубат бурчу E0 U ашканда оң, күч факторунун φ бурчу I U ашканда оң, ал эми ички кубаттуулук коэффициенти ψ E0 I ашканда оң.
1-сүрөт. Туруктуу магниттик синхрондуу мотордун иштешинин фазалык диаграммасы
(а) Генератордун абалы (б) Мотор абалы
Бул фаза диаграммасы боюнча алууга болот: туруктуу магнит кыймылдаткыч жүктүн иштеши, өлчөнгөн жүк жок дүүлүктүрүү электр кыймылдаткыч күчү E0, арматура терминалынын чыңалуу U, ток I, күч фактор бурчу φ жана кубаттуулук бурчу θ жана башка, түз огтун арматура агымын алууга болот, кайчылаш огу компоненти Id = Isin (θ - φ) жана Iq = Icoφs, анан Xθ - алууга болот. төмөнкү теңдемеден:
Генератор иштеп турганда:
Xd=[E0-Ucosθ-IR1cos(θ-φ)]/Id (1)
Xq=[Usinθ+IR1sin(θ-φ)]/Iq (2)
Мотор иштеп жатканда:
Xd=[E0-Ucosθ+IR1cos(θ-φ)]/Id (3)
Xq=[Usinθ-IR1sin(θ-φ)]/Iq (4)
Туруктуу магниттик синхрондуу кыймылдаткычтардын стабилдүү абалынын параметрлери кыймылдаткычтын иштөө шарттарынын өзгөрүшүнө жараша өзгөрөт, ал эми арматура тогу өзгөргөндө Xd да, Xq да өзгөрөт. Ошондуктан, параметрлерди аныктоодо мотордун иштөө шарттарын да көрсөтүүнү унутпаңыз. (Өзгөрүүчү жана түз валдын токунун же статордун токунун жана ички кубаттуулук факторунун бурчунун көлөмү)
Түз жүктөө ыкмасы менен индуктивдүү параметрлерди ченөөдөгү негизги кыйынчылык θ кубаттуулук бурчун өлчөөдө. Белгилүү болгондой, бул мотор терминалынын чыңалуу U жана дүүлүктүрүүчү электр кыймылдаткыч күчү ортосундагы фаза бурч айырмасы. Мотор туруктуу иштеп турганда, акыркы чыңалууну түздөн-түз алууга болот, бирок E0 түз алынбайт, ошондуктан аны акыркы чыңалуу менен фазага салыштыруу үчүн E0 менен бирдей жыштыктагы мезгилдүү сигналды жана E0 менен алмаштыруу үчүн белгиленген фаза айырмасын алуу үчүн кыйыр ыкма менен гана алууга болот.
салттуу кыйыр ыкмалары болуп төмөнкүлөр саналат:
1) сыноодон өтүп жаткан мотордун арматура уясында көмүлгөн кадам жана мотордун оригиналдуу катушкасы өлчөө катушкасы катары бир нече айланма майда зым, сыналуучу чыңалууну салыштыруу сигналы менен бир фазаны алуу үчүн, кубаттуулук коэффициентинин бурчтун салыштыруу аркылуу алууга болот.
2) Текшерилип жаткан мотордун валына синхрондуу кыймылдаткычты орнотуңуз, ал сыналуучу мотор менен бирдей. Төмөндө карала турган чыңалуу фазасын өлчөө ыкмасы [2] ушул принципке негизделген. Эксперименттик туташуу диаграммасы 2-сүрөттө көрсөтүлгөн. TSM – сыналып жаткан туруктуу магниттик синхрондуу кыймылдаткыч, ASM – кошумча талап кылынган окшош синхрондуу кыймылдаткыч, PM – негизги кыймылдаткыч, ал синхрондук кыймылдаткыч же DC кыймылдаткычы болушу мүмкүн, B – тормоз, ал эми DBO – кош нурлуу осциллограф жана B фазасы CSM менен туташтырылган. осциллограф. TSM үч фазалуу электр булагы менен туташтырылганда, осциллограф VTSM жана E0ASM сигналдарын кабыл алат. эки кыймылдаткыч бирдей жана синхрондуу айланып тургандыктан, сынагычтын TSMнин жүксүз арткы потенциалы жана E0ASM генераторунун ролун аткарган ASMдин жүксүз арткы потенциалы фазада. Демек, электр бурчу θ, башкача айтканда, VTSM жана E0ASM ортосундагы фаза айырмасын өлчөөгө болот.
2-сүрөт Кубаттын бурчун өлчөө үчүн эксперименталдык электр схемасы
Бул ыкма көп колдонулбайт, негизинен: ① ротордун валында монтаждалган кичинекей синхрондуу мотор же ротордук трансформатордо өлчөө үчүн зарыл болгон мотордун эки валдын созулган учу бар, аны жасоо көбүнчө кыйын. ② Кубат бурчу өлчөө тактыгы VTSM жана E0ASM жогорку гармоникалык мазмуну негизинен көз каранды, жана гармоникалык мазмуну салыштырмалуу чоң болсо, өлчөө тактыгы төмөндөйт.
3) Кубат бурчунун сынагынын тактыгын жана колдонуунун жеңилдигин жакшыртуу үчүн, ротордун позициясынын сигналын аныктоо үчүн позиция сенсорлорун көбүрөөк колдонуу, андан кийин акыркы чыңалуу ыкмасы менен фазаны салыштыруу
Негизги принцип өлчөнгөн туруктуу магниттик синхрондук кыймылдаткычтын валына проекцияланган же чагылтылган фотоэлектрдик дискти орнотуу, дискте же ак-кара маркерлерде бирдей бөлүштүрүлгөн тешиктердин саны жана сыналуучу синхрондук кыймылдаткычтын жуп уюлдарынын саны. Диск мотор менен бир айланганда, фотоэлектрдик сенсор p ротордун абалынын сигналдарын кабыл алат жана p төмөн чыңалуудагы импульстарды жаратат. Мотор синхрондуу иштегенде, ротордун бул позициясынын сигналынын жыштыгы арматура терминалынын чыңалуусунун жыштыгына барабар, ал эми анын фазасы дүүлүктүрүүчү электр кыймылдаткыч күчүнүн фазасын чагылдырат. Синхрондоштуруу импульс сигналы фазалык айырманы алуу үчүн фазаны салыштыруу үчүн калыптандыруу, фазаны жылдыруу жана мотор арматурасынын чыңалуусу аркылуу күчөтүлөт. Мотор жүктөлбөй турганда орнотуңуз, фазалар айырмасы θ1 (болжол менен бул учурда электр бурчу θ = 0), жүк иштеп жатканда, фаза айырмасы θ2, анда фаза айырмасы θ2 - θ1 өлчөнгөн туруктуу магнит синхрондуу кыймылдаткычтын жүктөө бурчунун мааниси. Схематикалык схема 3-сүрөттө көрсөтүлгөн.
3-сүрөт кубат бурчтун өлчөө схемасы
Кара жана ак белги менен бир калыпта капталган фотоэлектрдик дисктегидей эле, бир эле учурда өлчөнгөн туруктуу магнит синхрондуу мотор уюлдарын белгилөө диски бири-бири менен жалпы болушу мүмкүн эмес. Жөнөкөйлүк үчүн, ошондой эле ак белги менен капталган кара лентанын айланасына оролгон туруктуу магнит кыймылдаткычынын кыймылдаткыч валында сыналышы мүмкүн, лентанын бетинде бул тегеректеги чогулган жарыктан чыккан чагылтуу фотоэлектрдик сенсор жарык булагы. Мына ушундай жол менен мотордун ар бир кезеги, фотосезгич транзистордогу фотоэлектрдик датчик чагылган жарыкты жана өткөрүүнү бир жолу кабыл алып, натыйжада электрдик импульстук сигнал пайда болуп, күчтөндүрүлгөндөн жана калыптангандан кийин салыштыруу сигналы E1 алынат. ар кандай эки фазалуу чыңалуунун сыноочу мотор арматура орогуч учунан, чыңалуу трансформатору PT тарабынан төмөнкү чыңалууга чейин, чыңалуу компараторуна жиберилген, чыңалуу импульс сигналынын U1 тик бурчтуу фазасынын өкүлү пайда болот. p-бөлүү жыштыгы боюнча U1, фаза менен фаза салыштыргычтын ортосунда салыштыруу алуу үчүн фаза салыштыргыч. P-бөлүү жыштыгы боюнча U1, анын фазалык айырмасын сигнал менен салыштыруу үчүн фазалык компаратор аркылуу.
Жогорудагы электр бурчун өлчөө ыкмасынын кемчилиги эки өлчөөнүн ортосундагы айырманы күч бурчун алуу үчүн жасоо керек. Кечирилген эки чоңдукту болтурбоо жана тактыкты азайтуу үчүн, жүктүн фазаларынын айырмасын өлчөөдө θ2, U2 сигналынын тескерисин, өлчөнгөн фазалардын айырмасы θ2'=180 ° - θ2, кубаттуулук бурчу θ=180 ° - (θ1 + θ2'), бул эки чоңдукту фазадан кошумча кошууга айлантат. Фазалык чоңдук диаграммасы 4-сүрөттө көрсөтүлгөн.
4-сүрөт Фазалар айырмасын эсептөө үчүн фазаларды кошуу ыкмасынын принциби
Дагы бир өркүндөтүлгөн ыкма чыңалуунун тик бурчтуу толкун формасынын жыштыгын бөлүштүрүүнү колдонбойт, бирок микрокомпьютер аркылуу сигналдын толкун формасын бир эле учурда киргизүү интерфейси аркылуу жазыңыз, жүк жок чыңалууну жана ротордун абалынын сигналынын U0, E0 толкун формаларын, ошондой эле жүктүн чыңалуусун жана ротордун абалынын тик бурчтуу толкун формасынын сигналдарын U1, E1, андан кийин ар бир толкун формасынын салыштырмалуу эки түрүнө жылганга чейин жазыңыз. эки чыңалуу тик бурчтуу толкун сигналы толугу менен бири-бирине дал келет, эки ротордун ортосундагы фаза айырмасы эки ротордун абалынын сигналдарынын ортосундагы фаза айырмасы кубат бурчу; же толкун формасын эки ротордун абалына сигналдын толкун формасы дал келүүчүгө жылдырыңыз, анда эки чыңалуу сигналынын ортосундагы фаза айырмасы күч бурчу болуп саналат.
Белгилей кетчү нерсе, туруктуу магниттик синхрондук кыймылдаткычтын иш жүзүндө жүксүз иштеши, күч бурчу нөлгө барабар эмес, өзгөчө чакан моторлор үчүн жүксүз иштегендиктен, жүксиз жоготуу (анын ичинде статор жез жоготуу, темир жоготуу, механикалык жоготуу, адашып жоготуу) салыштырмалуу чоң, эгерде сиз жүксиз кубаттуулуктун бурчу нөлгө барабар деп ойлосоңуз, анда колдонулган кыймылдаткычтын иштөө бурчунда чоң ката кетириши мүмкүн. кыймылдаткычтын абалы, рулдун багыты жана сыноо моторунун башкаруусу ырааттуу, DC моторунун башкаруусу менен DC кыймылдаткычы ошол эле абалда иштей алат жана DC мотору сыноо кыймылдаткычы катары колдонулушу мүмкүн. Бул туруктуу ток кыймылдаткычын мотор абалында иштетип, рулду жана сыноо моторунун башкаруусун DC моторуна шайкеш келтириши мүмкүн, бул сыноо моторунун валынын бардык жоготууларын (анын ичинде темир жоготуу, механикалык жоготуу, адашып кеткен жоготуу ж.б.) камсыз кылуу үчүн. өкүм ыкмасы сыноо мотор киргизүү күчү статор жез керектөө, башкача айтканда, P1 = pCu жана фазадагы чыңалуу жана ток барабар болуп саналат. Бул жолу өлчөнгөн θ1 нөлдүк күч бурчуна туура келет.
Кыскача маалымат: бул ыкманын артыкчылыктары:
① Түз жүктөө ыкмасы ар кандай жүктөө абалында туруктуу абалдын каныккан индуктивдүүлүгүн өлчөй алат жана интуитивдик жана жөнөкөй болгон башкаруу стратегиясын талап кылбайт.
Өлчөө түздөн-түз жүк астында жүргүзүлүп жаткандыктан, каныктыруу эффектисин жана индуктивдүүлүктүн параметрлерине демагнетизациялык токтун таасирин эске алууга болот.
Бул ыкманын кемчиликтери:
① Түз жүктөө ыкмасы бир эле учурда көбүрөөк көлөмдөрдү өлчөө керек (үч фазалуу чыңалуу, үч фазалуу ток, кубаттуулук факторунун бурч ж. Ошондуктан, параметрлерди өлчөө үчүн түздөн-түз жүктөө ыкмасын колдонууда катаны талдоого көңүл буруп, тесттик аспаптын жогорку тактыгын тандоо керек.
② Бул өлчөө методундагы E0 дүүлүктүрүүчү электр кыймылдаткыч күчүнүн мааниси жүктөмсүз кыймылдаткычтын терминалынын чыңалуусу менен түздөн-түз алмаштырылат жана бул жакындоо да мүнөздүү каталарды алып келет. Анткени, туруктуу магниттин иштөө чекити жүккө жараша өзгөрөт, бул ар кандай статор токтарында туруктуу магниттин өткөрүмдүүлүк жана агымдын тыгыздыгы ар башка, ошондуктан келип чыккан дүүлүктүрүүчү электр кыймылдаткыч күчү да ар кандай болот. Мындай жол менен жүк шартында дүүлүктүрүүчү электр кыймылдаткыч күчүн жүк жок болгон учурда дүүлүктүрүүчү электр кыймылдаткыч күчү менен алмаштыруу анча так эмес.
Шилтемелер
[1] Tang Renyuan et al. Заманбап туруктуу магнит мотор теориясы жана дизайн. Пекин: машина жасоо енер жайынын басмасы. Март 2011
[2] JF Gieras, M. Wing. Permanent Magnet Motor Technology, Design and Applications, 2nd ed. Нью-Йорк: Марсель Деккер, 2002:170~171
Автордук укук: Бул макала WeChat коомдук номуру моторунун кайра басып чыгаруусу (电机极客), баштапкы шилтемеhttps://mp.weixin.qq.com/s/Swb2QnApcCWgbLlt9jMp0A
Бул макала биздин компаниянын көз карашын билдирбейт. Эгерде сизде ар кандай пикирлер же көз караштар болсо, бизди оңдоңуз!
Посттун убактысы: 2024-жылдын 18-июлуна чейин