I. Ang katuyoan ug kamahinungdanon sa pagsukod sa synchronous inductance
(1) Katuyoan sa Pagsukod sa Parameter sa Synchronous Inductance (ie Cross-axis Inductance)
Ang AC ug DC inductance nga mga parameter mao ang duha ka labing importante nga mga parameter sa usa ka permanente nga magnet nga kasabay nga motor. Ang ilang tukma nga pag-angkon mao ang gikinahanglan ug pundasyon alang sa pagkalkula sa kinaiya sa motor, dinamikong simulation ug pagkontrol sa tulin. Ang synchronous inductance mahimong magamit sa pagkalkulo sa daghang mga steady-state properties sama sa power factor, efficiency, torque, armature current, power ug uban pang mga parameter. Sa sistema sa pagkontrol sa permanenteng magnet nga motor gamit ang vector control, ang synchronous inductor parameters direktang nalangkit sa control algorithm, ug ang mga resulta sa panukiduki nagpakita nga sa huyang nga magnetic nga rehiyon, ang pagkadili tukma sa mga parameter sa motor mahimong mosangpot sa usa ka mahinungdanon nga pagkunhod sa torque. ug gahum. Gipakita niini ang kamahinungdanon sa mga synchronous inductor nga mga parameter.
(2) Mga problema nga matikdan sa pagsukod sa synchronous inductance
Aron makuha ang usa ka taas nga densidad sa gahum, ang istruktura sa permanenteng magnet nga kasabay nga mga motor kanunay nga gidisenyo aron mahimong labi ka komplikado, ug ang magnetic circuit sa motor labi ka saturated, nga moresulta sa synchronous inductance parameter sa motor nga lainlain sa saturation sa ang magnetic circuit. Sa laing pagkasulti, ang mga parameter mag-usab sa mga kondisyon sa pag-operate sa motor, nga hingpit nga adunay gi-rate nga mga kondisyon sa operasyon sa mga synchronous inductance nga mga parameter dili tukma nga nagpakita sa kinaiyahan sa mga parameter sa motor. Busa, gikinahanglan ang pagsukod sa mga bili sa inductance ubos sa lainlaing mga kondisyon sa operasyon.
2.permanent magnet motor synchronous inductance mga pamaagi sa pagsukod
Gikolekta sa kini nga papel ang lainlaing mga pamaagi sa pagsukod sa synchronous inductance ug naghimo usa ka detalyado nga pagtandi ug pagtuki niini. Kini nga mga pamaagi mahimong halos ma-categorize sa duha ka panguna nga tipo: direkta nga pagsulay sa pagkarga ug dili direkta nga pagsulay nga static. Ang static nga pagsulay dugang nga gibahin sa AC static nga pagsulay ug DC static nga pagsulay. Karon, ang unang installment sa among "Synchronous Inductor Test Methods" magpatin-aw sa load test method.
Ang literatura [1] nagpaila sa prinsipyo sa direktang pamaagi sa pagkarga. Ang mga permanenteng magnet nga motor kasagarang masusi pinaagi sa paggamit sa double reaction theory aron analisahon ang ilang load operation, ug ang phase diagrams sa generator ug motor operation gipakita sa Figure 1 sa ubos. Ang power angle θ sa generator positibo sa E0 nga labaw sa U, ang power factor angle φ positibo sa I nga labaw sa U, ug ang internal power factor angle ψ positibo sa E0 nga labaw sa I. Ang power angle θ sa motor positibo sa U nga labaw sa E0, ang power factor angle φ positibo sa U nga labaw sa I, ug ang internal power factor angle ψ positibo sa I nga labaw sa E0.
Fig. 1 Phase diagram sa permanenteng magnet nga synchronous nga operasyon sa motor
(a) Generator state (b) Motor state
Sumala sa niini nga hugna diagram mahimong makuha: sa diha nga ang permanente nga magnet motor load operasyon, gisukod walay-load excitation electromotive force E0, armature terminal boltahe U, kasamtangan nga ako, gahum butang anggulo φ ug gahum anggulo θ ug sa ingon sa, mahimong makuha armature kasamtangan sa tul-id nga axis, cross-axis component Id = Isin (θ - φ) ug Iq = Icos (θ - φ), unya Xd ug Xq mahimong makuha gikan sa mosunod equation:
Sa diha nga ang generator nagdagan:
Xd=[E0-Ucosθ-IR1cos(θ-φ)]/Id (1)
Xq=[Usinθ+IR1sin(θ-φ)]/Iq (2)
Sa diha nga ang motor nagdagan:
Xd=[E0-Ucosθ+IR1cos(θ-φ)]/Id (3)
Xq=[Usinθ-IR1sin(θ-φ)]/Iq (4)
Ang makanunayon nga estado nga mga parameter sa permanenteng magnet nga kasabay nga mga motor mausab samtang ang mga kondisyon sa pag-operate sa motor mausab, ug kung ang armature current mausab, ang Xd ug Xq mausab. Busa, kung gitino ang mga parameter, siguruha nga ipakita usab ang mga kondisyon sa pag-operate sa motor. (Kadaghanon sa alternating ug direkta nga shaft nga kasamtangan o stator karon ug internal nga power factor anggulo)
Ang nag-unang kalisud sa pagsukod sa mga inductive parameter pinaagi sa direkta nga pamaagi sa pagkarga anaa sa pagsukod sa anggulo sa gahum θ. Sama sa nahibal-an namon, kini ang kalainan sa anggulo sa hugna tali sa boltahe sa terminal sa motor U ug ang kusog nga electromotive sa pagpukaw. Kung ang motor nagdagan nga lig-on, ang katapusan nga boltahe mahimong makuha direkta, apan ang E0 dili makuha nga direkta, mao nga makuha lamang kini pinaagi sa usa ka dili direkta nga pamaagi aron makakuha usa ka periodic signal nga adunay parehas nga frequency sama sa E0 ug usa ka piho nga kalainan sa hugna aron mapulihan. E0 aron makahimo usa ka hugna nga pagtandi sa katapusan nga boltahe.
Ang tradisyonal nga dili direkta nga mga pamaagi mao ang:
1) sa armature slot sa motor ubos sa pagsulay gilubong pitch ug ang orihinal nga coil sa motor sa pipila ka turno sa lino nga fino nga wire ingon sa usa ka pagsukod coil, aron sa pag-angkon sa sama nga hugna sa motor winding ubos sa pagsulay boltahe pagtandi signal, pinaagi sa pagtandi sa ang anggulo sa power factor mahimong makuha.
2) I-install ang usa ka synchronous nga motor sa shaft sa motor nga gisulayan nga parehas sa motor nga gisulayan. Ang pamaagi sa pagsukod sa boltahe nga bahin [2], nga ihulagway sa ubos, gibase sa kini nga prinsipyo. Ang eksperimento nga diagram sa koneksyon gipakita sa Figure 2. Ang TSM mao ang permanenteng magnet nga synchronous nga motor ubos sa pagsulay, ang ASM usa ka managsama nga synchronous nga motor nga dugang nga gikinahanglan, ang PM mao ang prime mover, nga mahimo nga usa ka synchronous nga motor o usa ka DC motor, B mao ang brake, ug ang DBO usa ka dual beam oscilloscope.Ang mga hugna B ug C sa TSM ug ASM konektado sa oscilloscope. Kung ang TSM konektado sa tulo ka hugna nga suplay sa kuryente, ang oscilloscope makadawat sa mga signal nga VTSM ug E0ASM. tungod kay ang duha ka mga motor managsama ug nagtuyok nga dungan, ang walay-load nga backpotential sa TSM sa tester ug ang walay-load nga backpotential sa ASM, nga naglihok isip usa ka generator, E0ASM, anaa sa hugna. Busa, ang anggulo sa gahum θ, ie, ang kalainan sa hugna tali sa VTSM ug E0ASM mahimong masukod.
Fig. 2 Eksperimental nga wiring diagram alang sa pagsukod sa anggulo sa gahum
Kini nga pamaagi dili kaayo kasagaran nga gigamit, nag-una tungod kay: ① sa rotor shaft gitaod gamay nga synchronous motor o rotary transformer gikinahanglan nga sukdon motor adunay duha ka baras gituyhad katapusan, nga mao ang kasagaran lisud nga sa pagbuhat sa. ② Ang katukma sa pagsukod sa anggulo sa kuryente nagdepende sa taas nga harmonic content sa VTSM ug E0ASM, ug kung ang harmonic content medyo dako, ang katukma sa pagsukod maminusan.
3) Aron mapauswag ang katukma sa pagsulay sa anggulo sa gahum ug kasayon sa paggamit, karon labi pa nga paggamit sa mga sensor sa posisyon aron mahibal-an ang signal sa posisyon sa rotor, ug dayon pagtandi sa bahin sa pamaagi sa katapusan nga boltahe
Ang sukaranan nga prinsipyo mao ang pag-instalar sa usa ka projected o reflected photoelectric disk sa shaft sa gisukod nga permanenteng magnet nga dungan nga motor, ang gidaghanon sa mga uniporme nga gipang-apod-apod nga mga lungag sa disk o itom ug puti nga mga marka ug ang gidaghanon sa mga parisan sa mga poste sa synchronous nga motor ubos sa pagsulay. . Sa diha nga ang disk nagtuyok sa usa ka rebolusyon uban sa motor, ang photoelectric sensor makadawat p rotor posisyon signal ug makamugna p ubos nga boltahe pulses. Kung ang motor nagdagan nga dungan, ang kadaghan sa kini nga signal sa posisyon sa rotor parehas sa kadaghan sa boltahe sa terminal sa armature, ug ang yugto niini nagpakita sa hugna sa kusog nga electromotive sa pagpukaw. Ang synchronization pulse signal gipalapad pinaagi sa paghulma, phase shifted ug ang test motor armature boltahe alang sa phase pagtandi aron makuha ang phase difference. Ibutang sa diha nga ang motor walay-load nga operasyon, ang phase kalainan mao ang θ1 (gibanabana nga sa niini nga panahon ang gahum anggulo θ = 0), sa diha nga ang load nagdagan, ang bahin kalainan mao ang θ2, unya ang bahin sa kalainan θ2 - θ1 mao ang gisukod permanente nga magnet dungan nga motor load gahum anggulo bili. Ang schematic diagram gipakita sa Figure 3.
Fig. 3 Schematic diagram sa pagsukod sa anggulo sa gahum
Sama sa photoelectric disk uniformly adunay sapaw uban sa itom ug puti nga marka mao ang mas lisud, ug sa diha nga ang gisukod permanente magnet synchronous motor poste sa samang higayon nagtimaan disk dili mahimong komon sa usag usa. Alang sa kayano, mahimo usab nga sulayan sa permanente nga magnet motor drive shaft giputos sa usa ka lingin nga itom nga tape, adunay sapaw sa usa ka puti nga marka, ang reflective photoelectric sensor kahayag tinubdan nga gibuga sa kahayag nga nagtigum niini nga lingin sa ibabaw sa tape. Sa niini nga paagi, ang matag turno sa motor, photoelectric sensor sa photosensitive transistor tungod sa pagdawat sa usa ka reflected kahayag ug conduction sa makausa, nga miresulta sa usa ka electrical pulse signal, human sa amplification ug pagporma sa pagkuha sa usa ka pagtandi signal E1. gikan sa pagsulay motor armature winding katapusan sa bisan unsa nga duha ka-phase boltahe, pinaagi sa boltahe transformer PT ngadto sa usa ka ubos nga boltahe, gipadala ngadto sa boltahe comparator, ang pagporma sa usa ka representante sa rectangular hugna sa boltahe pulse signal U1. U1 pinaagi sa p-division frequency, ang phase comparator pagtandi aron makakuha og pagtandi tali sa phase ug sa phase comparator. U1 pinaagi sa p-division frequency, pinaagi sa phase comparator aron itandi ang bahin sa kalainan sa signal.
Ang kakulangan sa pamaagi sa pagsukod sa anggulo sa gahum sa ibabaw mao nga ang kalainan tali sa duha nga mga pagsukod kinahanglan himuon aron makuha ang anggulo sa gahum. Aron malikayan ang duha ka gidaghanon nga gikuha ug makunhuran ang katukma, sa pagsukod sa load phase difference θ2, ang U2 signal reversal, ang gisukod nga phase difference mao ang θ2'=180 ° - θ2, ang power angle θ=180 ° - ( θ1 + θ2'), nga nag-convert sa duha ka gidaghanon gikan sa pagkunhod sa bahin ngadto sa pagdugang. Ang phase quantity diagram gipakita sa Fig. 4.
Fig. 4 Prinsipyo sa pamaagi sa pagdugang sa bahin alang sa pagkalkulo sa kalainan sa bahin
Ang laing gipaayo nga pamaagi wala mogamit sa boltahe nga rectangular waveform signal frequency division, apan naggamit sa usa ka microcomputer aron dungan nga irekord ang signal waveform, matag usa, pinaagi sa input interface, irekord ang walay load nga boltahe ug rotor position signal waveforms U0, E0, ingon man usab ang load boltahe ug rotor nga posisyon rectangular waveform signal U1, E1, ug dayon ibalhin ang mga waveform sa duha ka mga rekording nga may kalabutan sa usag usa hangtud nga ang mga waveform sa duha ka boltahe rectangular waveform bug-os nga nagsapaw ang mga signal, kung ang kalainan sa hugna tali sa duha nga rotor Ang kalainan sa hugna tali sa duha nga mga signal sa posisyon sa rotor mao ang anggulo sa gahum; o ibalhin ang waveform ngadto sa duha ka rotor position signal waveforms coincide, unya ang phase difference tali sa duha ka boltahe signal mao ang power angle.
Kini kinahanglan nga itudlo nga ang aktuwal nga walay-load nga operasyon sa permanente nga magnet synchronous motor, ang gahum anggulo dili zero, ilabi na alang sa gagmay nga mga motor, tungod sa walay-load nga operasyon sa walay-load nga pagkawala (lakip ang stator copper pagkawala, puthaw pagkawala, mekanikal nga pagkawala, nahisalaag pagkawala) mao ang medyo dako, kon sa imong hunahuna nga ang walay-load nga gahum anggulo sa zero, kini hinungdan sa usa ka dako nga sayop sa pagsukod sa gahum anggulo, nga mahimong gamiton sa paghimo sa DC motor nga nagdagan sa estado. sa motor, ang direksyon sa steering ug ang test motor steering nga makanunayon, uban ang DC motor steering, ang DC motor mahimong modagan sa samang estado, ug ang DC motor mahimong gamiton isip test motor. Kini makahimo sa DC motor nga nagdagan sa motor state, ang steering ug ang test motor steering nga nahiuyon sa DC motor aron mahatagan ang tanan nga pagkawala sa shaft sa test motor (lakip ang pagkawala sa puthaw, pagkawala sa mekanikal, pagkawala sa pagkawala, ug uban pa). Ang pamaagi sa paghukom mao nga ang pagsulay sa motor input gahum mao ang katumbas sa stator tumbaga konsumo, nga mao, P1 = pCu, ug ang boltahe ug kasamtangan sa hugna. Niining higayona ang gisukod nga θ1 katumbas sa anggulo sa gahum sa zero.
Summary: ang mga bentaha niini nga pamaagi:
① Ang direkta nga pamaagi sa pagkarga mahimong masukod ang makanunayon nga estado sa saturation inductance ubos sa lainlaing mga estado sa pagkarga, ug wala magkinahanglan usa ka estratehiya sa pagkontrol, nga intuitive ug yano.
Tungod kay ang pagsukod gihimo direkta sa ilawom sa karga, ang epekto sa saturation ug ang impluwensya sa demagnetization nga kasamtangan sa mga parameter sa inductance mahimong mahunahuna.
Mga disadvantages niini nga pamaagi:
① Ang direkta nga pamaagi sa pagkarga kinahanglan nga sukdon ang daghang gidaghanon sa parehas nga oras (tulo ka hugna nga boltahe, tulo ka hugna nga karon, anggulo nga hinungdan sa gahum, ug uban pa), ang pagsukod sa anggulo sa gahum mas lisud, ug ang katukma sa pagsulay sa ang matag gidaghanon adunay direkta nga epekto sa katukma sa mga kalkulasyon sa parameter, ug ang tanan nga mga matang sa mga sayup sa pagsulay sa parameter dali nga matipon. Busa, kung gamiton ang direkta nga pamaagi sa pagkarga aron sukdon ang mga parameter, kinahanglan nga hatagan pagtagad ang pag-analisar sa sayup, ug pilia ang mas taas nga katukma sa instrumento sa pagsulay.
② Ang bili sa excitation electromotive force E0 sa kini nga pamaagi sa pagsukod direktang gipulihan sa motor terminal boltahe nga walay load, ug kini nga pagbanabana nagdala usab sa kinaiyanhong mga sayop. Tungod kay, ang operating point sa permanente nga magnet mausab uban sa load, nga nagpasabot nga sa lain-laing mga stator sulog, ang pagkamatuhup ug flux Densidad sa permanente magnet mao ang lain-laing mga, mao nga ang resulta excitation electromotive force lain usab. Niining paagiha, dili kaayo tukma ang pag-ilis sa excitation electromotive force ubos sa load condition sa excitation electromotive force nga walay load.
Mga pakisayran
[1] Tang Renyuan et al. Modernong permanenteng magnet nga teorya ug disenyo sa motor. Beijing: Machinery Industry Press. Marso 2011
[2] JF Gieras, M. Wing. Permanenteng Magnet Motor Technology, Disenyo ug Aplikasyon, 2nd ed. New York: Marcel Dekker, 2002:170~171
Copyright: Kini nga artikulo kay reprint sa WeChat public number motor peek(电机极客), ang orihinal nga linkhttps://mp.weixin.qq.com/s/Swb2QnApcCWgbLlt9jMp0A
Kini nga artikulo wala magrepresentar sa mga panan-aw sa among kompanya. Kung naa kay lainlain nga opinyon o panan-aw, palihog tul-ira kami!
Panahon sa pag-post: Hul-18-2024