I. La celo kaj signifo de mezurado de sinkrona induktanco
(1)Celo de Mezuri la Parametrojn de Sinkrona Induktanco (t.e. Trans-aksa Induktanco)
La AC- kaj DC-induktanco-parametroj estas la du plej gravaj parametroj en permanenta magneta sinkrona motoro. Ilia preciza akiro estas la antaŭkondiĉo kaj fundamento por motora karakteriza kalkulo, dinamika simulado kaj rapideckontrolo. La sinkrona induktanco povas esti uzata por kalkuli multajn ekvilibrajn trajtojn kiel potencfaktoron, efikecon, tordmomanton, armaturfluon, potencon kaj aliajn parametrojn. En la kontrolsistemo de permanenta magneta motoro uzante vektoran kontrolon, la sinkronaj induktoraj parametroj estas rekte implikitaj en la kontrolalgoritmo, kaj la esplorrezultoj montras, ke en la malforta magneta regiono, la malprecizeco de la motoraj parametroj povas konduki al grava redukto de tordmomanto. kaj potenco. Tio montras la gravecon de sinkronaj induktoraj parametroj.
(2) Problemoj notindaj en mezurado de sinkrona induktanco
Por akiri altan potencan densecon, la strukturo de konstantaj magnetaj sinkronaj motoroj ofte estas desegnita por esti pli kompleksa, kaj la magneta cirkvito de la motoro estas pli saturita, kio rezultigas la sinkronan induktan parametron de la motoro varianta laŭ la saturiĝo de la magneta cirkvito. Alivorte, la parametroj ŝanĝiĝos kun la mastrumaj kondiĉoj de la motoro, tute kun la taksitaj funkciaj kondiĉoj de la sinkronaj induktaj parametroj ne povas precize reflekti la naturon de la motoraj parametroj. Tial, necesas mezuri la induktancvalorojn sub malsamaj funkciaj kondiĉoj.
2.permanent magneto motoro sinkrona indukta mezurado metodoj
Ĉi tiu artikolo kolektas diversajn metodojn por mezuri sinkronan induktancon kaj faras detalan komparon kaj analizon de ili. Tiuj metodoj povas esti proksimume klasifikitaj en du ĉefajn tipojn: rekta ŝarĝtesto kaj nerekta senmova testo. Senmova testado estas plue dividita en AC-senmovan provon kaj DC-senmovan provon. Hodiaŭ, la unua parto de niaj "Synchronous Inductor Test Methods" klarigos la ŝarĝan testmetodon.
Literaturo [1] enkondukas la principon de rekta ŝarĝo metodo. Permanentmagnetaj motoroj kutime povas esti analizitaj uzante la duoblan reakcian teorion por analizi sian ŝarĝan operacion, kaj la fazdiagramoj de generatoro kaj motorfunkciado estas montritaj en Figuro 1 malsupre. La potenc-angulo θ de la generatoro estas pozitiva kun E0 superanta U, la potencfaktorangulo φ estas pozitiva kun I superanta U, kaj la interna potencfaktorangulo ψ estas pozitiva kun E0 superanta I. La potenco-angulo θ de la motoro estas pozitiva kun U superanta E0, la potencfaktorangulo φ estas pozitiva kun U superanta I, kaj la interna potencfaktorangulo ψ estas pozitiva kun I superanta E0.
Fig. 1 Fazdiagramo de permanenta magneta sinkrona motorfunkciado
(a) Generatora stato (b) Motora stato
Laŭ ĉi tiu fazodiagramo povas esti akirita: kiam la permanenta magneto motoro ŝarĝo operacio, mezurita senŝarĝa ekscito elektromova forto E0, armaturo fina tensio U, fluo I, potenco faktoro angulo φ kaj potenco angulo θ kaj tiel plu, povas esti akirita armaturo fluo de la rekta akso, trans-aksa komponanto Id = Isin (θ - φ) kaj Iq = Icos (θ - φ), tiam Xd kaj Xq povas esti akiritaj de la sekvaj ekvacio:
Kiam la generatoro funkcias:
Xd=[E0-Ucosθ-IR1cos(θ-φ)]/Id (1)
Xq=[Usinθ+IR1sin(θ-φ)]/Iq (2)
Kiam la motoro funkcias:
Xd=[E0-Ucosθ+IR1cos(θ-φ)]/Id (3)
Xq=[Usinθ-IR1sin(θ-φ)]/Iq (4)
La parametroj de konstanta magneto de sinkronaj motoroj ŝanĝiĝas kiel la funkciaj kondiĉoj de la motoro ŝanĝiĝas, kaj kiam la armatura kurento ŝanĝiĝas, kaj Xd kaj Xq ŝanĝiĝas. Tial, kiam vi determinas la parametrojn, nepre ankaŭ indiki la motorajn funkciajn kondiĉojn. (Kvanto de alterna kaj rekta ŝafta kurento aŭ statora kurento kaj interna potencfaktorangulo)
La ĉefa malfacilaĵo dum mezurado de la induktaj parametroj per la rekta ŝarĝa metodo kuŝas en la mezurado de la potenca angulo θ. Kiel ni scias, ĝi estas la fazanguldiferenco inter la motorfina tensio U kaj la ekscita elektromova forto. Kiam la motoro funkcias stabile, la fina tensio povas esti akirita rekte, sed E0 ne povas esti akirita rekte, do ĝi povas esti akirita nur per nerekta metodo por akiri periodan signalon kun la sama frekvenco kiel E0 kaj fiksa fazdiferenco por anstataŭigi. E0 por fari fazan komparon kun la fina tensio.
La tradiciaj nerektaj metodoj estas:
1) en la armatura fendo de la motoro sub testo entombigita tonalto kaj la originala bobeno de la motoro de pluraj turnoj de fajna drato kiel mezurbobeno, por akiri la saman fazon kun la motoro bobenaĵo sub prova tensio kompara signalo, per la komparo de la potencfaktorangulo povas esti akirita.
2) Instalu sinkronan motoron sur la ŝafto de la testata motoro, kiu estas identa al la testata motoro. La tensiofaza mezurmetodo [2], kiu estos priskribita malsupre, estas bazita sur tiu principo. La eksperimenta ligdiagramo estas montrita en Figuro 2. La TSM estas la permanenta magneta sinkrona motoro sub testo, la ASM estas identa sinkrona motoro kiu estas aldone postulata, la PM estas la ĉefmovo, kiu povas esti aŭ sinkrona motoro aŭ DC. motoro, B estas la bremso, kaj la DBO estas duobla traba osciloskopo. La fazoj B kaj C de la TSM kaj ASM estas konektitaj al la osciloskopo. Kiam la TSM estas konektita al trifaza elektroprovizo, la osciloskopo ricevas la signalojn VTSM kaj E0ASM. ĉar la du motoroj estas identaj kaj sinkrone rotacias, la senŝarĝa malantaŭa potencialo de la TSM de la elprovilo kaj la senŝarĝa malantaŭa potencialo de la ASM, kiu funkcias kiel generatoro, E0ASM, estas en fazo. Tial, la potenca angulo θ, te, la fazdiferenco inter VTSM kaj E0ASM povas esti mezurita.
Fig. 2 Eksperimenta kabla diagramo por mezurado de potenco-angulo
Ĉi tiu metodo ne estas tre ofte uzata, ĉefe ĉar: ① en la rotor ŝafto muntita malgranda sinkrona motoro aŭ rotacia transformilo postulata por esti mezurita motoro havas du ŝafto etendita fino, kio estas ofte malfacile fari. ② La precizeco de la potenca angula mezurado dependas plejparte de la alta harmonia enhavo de la VTSM kaj E0ASM, kaj se la harmonia enhavo estas relative granda, la precizeco de la mezurado estos reduktita.
3) Por plibonigi la elektran angulan teston precizecon kaj facilecon de uzo, nun pli da uzo de poziciaj sensiloj por detekti la rotoran poziciosignalon, kaj tiam fazan komparo kun la fintensia alproksimiĝo.
La baza principo estas instali projekciitan aŭ reflektitan fotoelektran diskon sur la ŝafto de la mezurita permanenta magneta sinkrona motoro, la nombro da unuforme distribuitaj truoj sur la disko aŭ nigraj kaj blankaj markiloj kaj la nombro da paroj da polusoj de la sinkrona motoro sub testo. . Kiam la disko turnas unu revolucion kun la motoro, la fotoelektra sensilo ricevas p rotor-poziciosignalojn kaj generas p malalttensiajn pulsojn. Kiam la motoro funkcias sinkrone, la frekvenco de ĉi tiu rotora pozicio-signalo estas egala al la frekvenco de la armatura fina tensio, kaj ĝia fazo reflektas la fazon de la ekscita elektromova forto. La sinkroniga pulssignalo estas plifortigita per formado, fazoŝanĝita kaj la testa motora armatura tensio por fazkomparo por akiri la fazdiferencon. Agordu kiam la motoro senŝarĝa operacio, la fazdiferenco estas θ1 (proksimume ke en ĉi tiu momento la potenco angulo θ = 0), kiam la ŝarĝo funkcias, la fazdiferenco estas θ2, tiam la fazdiferenco θ2 - θ1 estas la mezurita. permanenta magneto sinkrona motoro ŝarĝo potenco angulo valoro. La skema diagramo estas montrita en Figuro 3.
Fig. 3 Skema diagramo de potenco-angula mezurado
Kiel en la fotoelektra disko unuforme kovrita per nigra kaj blanka marko estas pli malfacila, kaj kiam la mezurita permanenta magneto sinkrona motoro polusoj samtempe markante disko ne povas esti komuna inter si. Por simpleco, povas ankaŭ esti provita en la permanenta magneto motoro stirado arbo envolvita en cirklo de nigra bendo, kovrita per blanka marko, la reflekta fotoelektra sensilo lumfonto elsendita de la lumo kolektita en ĉi tiu cirklo sur la surfaco de la bendo. Tiamaniere, ĉiu turno de la motoro, fotoelektra sensilo en la fotosentema transistoro pro ricevi reflektita lumo kaj kondukado unufoje, rezultanta en elektra pulso signalo, post plifortigo kaj formado akiri komparo signalo E1. de la testo motoro armaturo volvaĵo fino de ajna dufaza tensio, per la tensio transformilo PT malsupren al malalta tensio, sendita al la tensio komparilo, la formado de reprezentanto de la rektangula fazo de la tensio pulso signalo U1. U1 per la p-divida frekvenco, la fazokompara komparo por akiri komparon inter la fazo kaj la faza komparilo. U1 per la p-divida frekvenco, per la fazkomparilo por kompari ĝian fazdiferencon kun la signalo.
La manko de ĉi-supra mezurmetodo de potenca angulo estas, ke la diferenco inter la du mezuradoj devas esti farita por akiri la potencan angulon. Por eviti la du kvantojn subtrahitajn kaj redukti la precizecon, en la mezurado de la ŝarĝa fazdiferenco θ2, la signala inversio de U2, la mezurita fazdiferenco estas θ2'=180 ° - θ2, la potenca angulo θ=180 ° - ( θ1 + θ2'), kiu transformas la du kvantojn de la subtraho de la fazo al la aldono. La faza kvantdiagramo estas montrita en Fig. 4.
Fig. 4 Principo de faza aldono metodo por kalkuli fazdiferencon
Alia plibonigita metodo ne uzas la tensio rektangula ondform signala frekvenca divido, sed uzi mikrokomputilon por samtempe registri la signalan ondformon, respektive, tra la eniga interfaco, registri la senŝarĝan tensio kaj rotor pozicio signalonformoj U0, E0, kaj ankaŭ la ŝarĝo-tensio kaj rotor-pozicio rektangulaj ondformoj signalas U1, E1, kaj tiam movu la ondformojn de la du registradoj unu rilate al la alia ĝis la ondformoj de du tensio rektangula ondformo signaloj estas tute interkovritaj, kiam la fazdiferenco inter la du rotoro La fazdiferenco inter la du rotorpoziciosignaloj estas la potenco angulo; aŭ movi la ondformon al la du rotor-pozicio signaloformoj koincidas, tiam la fazdiferenco inter la du tensiosignaloj estas la potenca angulo.
Oni devas rimarki, ke la reala senŝarĝa operacio de permanenta magneta sinkrona motoro, la potenca angulo ne estas nula, precipe por malgrandaj motoroj, pro senŝarĝa operacio de senŝarĝa perdo (inkluzive de statora kupro perdo, fera perdo, mekanika perdo, devaga perdo) estas relative granda, se vi pensas, ke la senŝarĝa potenco angulo de nulo, ĝi kaŭzos grandan eraron en la mezurado de la potenca angulo, kiu povas esti uzata por fari la DC-motoro funkcii en. la stato de la motoro, la direkto de la stirado kaj la testa motoro stirado konsekvenca, kun la DC motoro stirado, la DC motoro povas funkcii sur la sama stato, kaj la DC motoro povas esti uzata kiel testa motoro. Ĉi tio povas igi la DC-motoron funkcii en la motoro-stato, la stirado kaj la testa motoro-direktado konsekvenca kun la DC-motoro por provizi la tutan ŝaftan perdon de la testa motoro (inkluzive de ferperdo, mekanika perdo, devaga perdo, ktp.). La metodo de juĝo estas, ke la testmotora eniga potenco estas egala al la statora kuprokonsumo, tio estas, P1 = pCu, kaj la tensio kaj fluo en fazo. Ĉi-foje la mezurita θ1 egalrilatas al la potenca angulo de nulo.
Resumo: la avantaĝoj de ĉi tiu metodo:
① La metodo de rekta ŝarĝo povas mezuri la stabilan saturan induktancon sub diversaj ŝarĝaj statoj, kaj ne postulas kontrolstrategion, kiu estas intuicia kaj simpla.
Ĉar la mezurado estas farita rekte sub ŝarĝo, la saturiĝa efiko kaj la influo de malmagnetiga fluo sur la induktanco-parametroj povas esti konsiderataj.
Malavantaĝoj de ĉi tiu metodo:
① La metodo de rekta ŝarĝo bezonas mezuri pli da kvantoj samtempe (trifaza tensio, trifaza kurento, potencfaktorangulo ktp.), la mezurado de la potenca angulo estas pli malfacila, kaj la precizeco de la testo de ĉiu kvanto havas rektan efikon al la precizeco de parametraj kalkuloj, kaj ĉiuj specoj de eraroj en la parametra testo estas facile akumuleblaj. Tial, kiam oni uzas la rektan ŝarĝan metodon por mezuri la parametrojn, oni devas atenti la eraran analizon kaj elektu pli altan precizecon de la testa instrumento.
② La valoro de la ekscita elektromova forto E0 en ĉi tiu mezurmetodo estas rekte anstataŭigita per la motorfina tensio sen ŝarĝo, kaj ĉi tiu proksimumado ankaŭ alportas enecajn erarojn. Ĉar, la operacia punkto de la permanenta magneto ŝanĝiĝas kun la ŝarĝo, kio signifas, ke ĉe malsamaj statoraj fluoj, la permeablo kaj flua denseco de la permanenta magneto estas malsamaj, do la rezulta ekscita elektromova forto ankaŭ estas malsama. Tiamaniere, estas ne tre precize anstataŭigi la ekscititan elektromovan forton sub ŝarĝkondiĉon kun la ekscita elektromovan forton sen ŝarĝo.
Referencoj
[1] Tang Renyuan et al. Moderna permanenta magneta motora teorio kaj dezajno. Pekino: Maŝinaro-Industria Gazetaro. marto 2011
[2] JF Gieras, M. Wing. Permanent Magnet Motor Technology, Design and Applications, 2-a red. New York: Marcel Dekker, 2002:170~171
Kopirajto: Ĉi tiu artikolo estas represo de la WeChat publika numero-motorrigardo (电机极客), la origina ligohttps://mp.weixin.qq.com/s/Swb2QnApcCWgbLlt9jMp0A
Ĉi tiu artikolo ne reprezentas la opiniojn de nia kompanio. Se vi havas malsamajn opiniojn aŭ vidojn, bonvolu korekti nin!
Afiŝtempo: Jul-18-2024