Nopeat moottoritsaavat yhä enemmän huomiota niiden ilmeisten etujen, kuten suuren tehotiheyden, pienen koon ja painon sekä korkean työtehokkuuden, vuoksi. Tehokas ja vakaa käyttöjärjestelmä on avain erinomaisen suorituskyvyn täysimääräiseen hyödyntämiseennopeat moottorit. Tässä artikkelissa analysoidaan pääasiassa vaikeuksianopea moottorikäyttötekniikkaa ohjausstrategian, kulma-arvioinnin ja tehotopologian suunnittelun näkökulmasta ja tiivistää ajankohtaiset tutkimustulokset kotimaassa ja ulkomailla. Myöhemmin se tekee yhteenvedon ja ennakoi kehitystrendinnopea moottoriajotekniikkaa.
Osa 02 Tutkimussisältö
Nopeat moottoritniillä on monia etuja, kuten suuri tehotiheys, pieni tilavuus ja paino sekä korkea työteho. Niitä käytetään laajasti muun muassa ilmailu-, maanpuolustus- ja turvallisuus-, tuotanto- ja arkielämän aloilla, ja ne ovat nykyään tarpeellista tutkimussisältöä ja kehityssuuntaa. Suurinopeuksisissa kuormitussovelluksissa, kuten sähkökaroissa, turbokoneissa, mikrokaasuturbiineissa ja vauhtipyörän energian varastoinnissa, nopeiden moottoreiden sovelluksella voidaan saavuttaa suora käyttörakenne, eliminoida muuttuvanopeuksiset laitteet, vähentää merkittävästi tilavuutta, painoa ja ylläpitokustannuksia , mutta parantaa merkittävästi luotettavuutta, ja sillä on erittäin laajat sovellusmahdollisuudet.Nopeat moottoritviittaavat yleensä yli 10 kr/min nopeuksiin tai vaikeusarvoihin (nopeuden ja tehon neliöjuuren tulo), jotka ylittävät 1 × 105:n moottori on esitetty kuvassa 1, jossa verrataan joidenkin edustavien nopeiden moottoreiden prototyyppien asiaankuuluvia tietoja sekä kotimaassa. ja kansainvälisesti. Kuvan 1 katkoviiva on 1 × 105 vaikeustaso jne
1,Vaikeuksia suurnopeusmoottorikäyttötekniikassa
1. Järjestelmän vakausongelmat korkeilla perustaajuuksilla
Kun moottori on korkean perustaajuuden tilassa, johtuen rajoituksista, kuten analogia-digitaalimuunnosaika, digitaalisen ohjaimen algoritmin suoritusaika ja invertterin kytkentätaajuus, nopean moottorin käyttöjärjestelmän kantoaaltotaajuus on suhteellisen alhainen. , mikä heikentää merkittävästi moottorin suorituskykyä.
2. Ongelma roottorin sijainnin korkean tarkkuuden arvioinnissa perustaajuudella
Suurinopeuksisen käytön aikana roottorin asennon tarkkuus on ratkaisevan tärkeää moottorin toiminnan kannalta. Mekaanisten asentoantureiden alhaisen luotettavuuden, suuren koon ja korkeiden kustannusten vuoksi anturittomia algoritmeja käytetään usein nopeissa moottorin ohjausjärjestelmissä. Kuitenkin korkean toiminnan perustaajuusolosuhteissa paikkaanturittomien algoritmien käyttö on alttiina ei-ideaalisille tekijöille, kuten invertterin epälineaarisuus, spatiaaliset harmoniset, silmukkasuodattimet ja induktanssiparametrien poikkeamat, mikä johtaa merkittäviin roottorin asennon estimointivirheisiin.
3. Aaltoilun vaimennus nopeissa moottorikäyttöjärjestelmissä
Nopeiden moottoreiden pieni induktanssi johtaa väistämättä suuren virran aaltoilun ongelmaan. Suuren virran aaltoilun aiheuttamat ylimääräiset kuparihäviöt, rautahäviöt, vääntömomentin aaltoilu ja tärinämelu voivat lisätä suuresti nopeiden moottorijärjestelmien häviöitä, vähentää moottorin suorituskykyä ja korkean tärinämelun aiheuttamat sähkömagneettiset häiriöt voivat kiihdyttää koneen ikääntymistä. kuljettaja. Yllä olevat ongelmat vaikuttavat suuresti nopeiden moottorikäyttöjärjestelmien suorituskykyyn, ja pienihäviöisten laitteistopiirien optimointisuunnittelu on ratkaisevan tärkeää nopeille moottorikäyttöjärjestelmille. Yhteenvetona voidaan todeta, että nopean moottorikäyttöjärjestelmän suunnittelu edellyttää useiden tekijöiden kattavaa huomioon ottamista, mukaan lukien virtasilmukan kytkentä, järjestelmän viive, parametrivirheet ja tekniset vaikeudet, kuten virran aaltoilun vaimennus. Se on erittäin monimutkainen prosessi, joka asettaa korkeat vaatimukset ohjausstrategioille, roottorin sijainnin arvioinnin tarkkuudelle ja tehotopologian suunnittelulle.
2、 Suurnopeusmoottorikäyttöjärjestelmän ohjausstrategia
1. Suurinopeuksisen moottorin ohjausjärjestelmän mallintaminen
Nopeiden moottorikäyttöjärjestelmien korkean perustaajuuden ja alhaisen kantoaaltotaajuussuhteen ominaisuuksia sekä moottorin kytkennän ja viiveen vaikutusta järjestelmään ei voida jättää huomiotta. Siksi, kun otetaan huomioon edellä mainitut kaksi päätekijää, suurten nopeuksien moottorikäyttöjärjestelmien rekonstruoinnin mallintaminen ja analysointi on avain nopeiden moottoreiden ajo-ominaisuuksien parantamiseen.
2. Irrotusohjaustekniikka suurnopeuksille moottoreille
Suorituskykyisissä moottorikäyttöjärjestelmissä eniten käytetty tekniikka on FOC-ohjaus. Vastauksena korkean perustaajuuden aiheuttamaan vakavaan kytkentäongelmaan pääasiallinen tutkimussuunta tällä hetkellä on irrotusohjausstrategiat. Tällä hetkellä tutkitut erotuksen ohjausstrategiat voidaan jakaa pääasiassa mallipohjaisiin erotuksen ohjausstrategioihin, häiriökompensointiin perustuviin erotuksen ohjausstrategioihin ja monimutkaisiin vektoriregulaattoriin perustuviin erotuksen ohjausstrategioihin. Mallipohjaiset irrotuksen ohjausstrategiat sisältävät pääasiassa myötäkytkentäisen irrotuksen ja takaisinkytkennän, mutta tämä strategia on herkkä moottoriparametreille ja voi jopa johtaa järjestelmän epävakauteen suurten parametrivirheiden tapauksessa, eikä täydellistä irrottamista voida saavuttaa. Huono dynaaminen erotuskyky rajoittaa sen sovellusaluetta. Kaksi jälkimmäistä irrottamista ohjausstrategiaa ovat tällä hetkellä tutkimuksen hotspotit.
3. Nopeiden moottorijärjestelmien viiveen kompensointitekniikka
Irrotusohjaustekniikka voi tehokkaasti ratkaista nopeiden moottorikäyttöjärjestelmien kytkentäongelman, mutta viiveen aiheuttama viiveyhteys on edelleen olemassa, joten järjestelmäviiveen tehokas aktiivinen kompensointi tarvitaan. Tällä hetkellä järjestelmäviiveille on olemassa kaksi pääasiallista aktiivista kompensointistrategiaa: mallipohjaiset kompensointistrategiat ja mallista riippumattomat kompensointistrategiat.
Osa 03 Tutkimuksen päätelmät
Perustuu tämänhetkisiin tutkimustuloksiin vuonnanopea moottoriakateemisen yhteisön käyttötekniikka yhdistettynä olemassa oleviin ongelmiin, nopeiden moottoreiden kehitys- ja tutkimussuunnat sisältävät pääasiassa: 1) korkean perustaajuuden virran ja aktiivisen kompensointiviiveen tarkan ennustamisen tutkimuksen; 3) Tutkimus korkean dynaamisen suorituskyvyn ohjausalgoritmeista nopeille moottoreille; 4) Ultranopeiden moottoreiden kulman sijainnin ja täyden nopeuden alueen roottorin asennon estimointimallin tarkan arvioinnin tutkimus; 5) Virheiden täyden kompensointitekniikan tutkimus nopeiden moottorin sijainnin estimointimalleissa; 6) Tutkimus korkean taajuuden ja suurten nopeuksien moottorin tehon häviöstä.
Postitusaika: 24.10.2023
