I. Die doel en betekenis van die meting van sinchrone induktansie
(1) Doel van die meting van die parameters van sinchrone induktansie (dws kruis-as induktansie)
Die AC en DC induktansie parameters is die twee belangrikste parameters in 'n permanente magneet sinchrone motor. Hul akkurate verkryging is die voorvereiste en grondslag vir motorkenmerkberekening, dinamiese simulasie en spoedbeheer. Die sinchrone induktansie kan gebruik word om baie bestendige-toestand eienskappe soos arbeidsfaktor, doeltreffendheid, wringkrag, ankerstroom, drywing en ander parameters te bereken. In die beheerstelsel van permanente magneetmotor wat vektorbeheer gebruik, is die sinchrone induktorparameters direk betrokke by die beheeralgoritme, en die navorsingsresultate toon dat in die swak magnetiese gebied die onakkuraatheid van die motorparameters kan lei tot 'n aansienlike vermindering van wringkrag en krag. Dit toon die belangrikheid van sinchrone induktorparameters.
(2) Probleme wat opgemerk moet word by die meting van sinchrone induktansie
Om 'n hoë drywingsdigtheid te verkry, word die struktuur van permanente magneet sinchrone motors dikwels ontwerp om meer kompleks te wees, en die magnetiese stroombaan van die motor is meer versadig, wat daartoe lei dat die sinchrone induktansie parameter van die motor wissel met die versadiging van die magnetiese stroombaan. Met ander woorde, die parameters sal verander met die bedryfstoestande van die motor, heeltemal met die gegradeerde bedryfstoestande van die sinchrone induktansie parameters kan nie akkuraat weerspieël die aard van die motor parameters. Daarom is dit nodig om die induktansiewaardes onder verskillende bedryfstoestande te meet.
2.permanente magneet motor sinchroniese induktansie meting metodes
Hierdie vraestel versamel verskeie metodes om sinchrone induktansie te meet en maak 'n gedetailleerde vergelyking en ontleding daarvan. Hierdie metodes kan rofweg in twee hooftipes gekategoriseer word: direkte lastoets en indirekte statiese toets. Statiese toetsing word verder verdeel in AC statiese toetsing en DC statiese toetsing. Vandag sal die eerste aflewering van ons "Sinchronous Inductor Test Methods" die lastoetsmetode verduidelik.
Literatuur [1] stel die beginsel van direkte lasmetode bekend. Permanente magneetmotors kan gewoonlik ontleed word deur die dubbelreaksieteorie te gebruik om hul laswerking te ontleed, en die fasediagramme van kragopwekker en motorwerking word in Figuur 1 hieronder getoon. Die drywingshoek θ van die generator is positief met E0 wat U oorskry, die arbeidsfaktorhoek φ is positief met I wat U oorskry, en die interne arbeidsfaktorhoek ψ is positief met E0 wat I oorskry. Die drywingshoek θ van die motor is positief met U wat E0 oorskry, is die arbeidsfaktorhoek φ positief met U wat I oorskry, en die interne arbeidsfaktorhoek ψ is positief met I wat E0 oorskry.
Fig. 1 Fasediagram van permanente magneet sinchrone motor werking
(a) Generator state (b) Motor state
Volgens hierdie fasediagram kan verkry word: wanneer die permanente magneet motor las werking, gemete geen-las opwekking elektromotoriese krag E0, anker terminale spanning U, stroom I, arbeidsfaktor hoek φ en drywingshoek θ en so aan verkry kan word anker stroom van die reguit-as, kruis-as komponent Id = Isin (θ - φ) en Iq = Icos (θ - φ), dan kan Xd en Xq verkry word uit die volgende vergelyking:
Wanneer die kragopwekker aan die gang is:
Xd=[E0-Ucosθ-IR1cos(θ-φ)]/Id (1)
Xq=[Gebruikθ+IR1sin(θ-φ)]/Iq (2)
Wanneer die motor loop:
Xd=[E0-Ucosθ+IR1cos(θ-φ)]/Id (3)
Xq=[Gebruikθ-IR1sin(θ-φ)]/Iq (4)
Die bestendige toestand parameters van permanente magneet sinchroniese motors verander soos die bedryfstoestande van die motor verander, en wanneer die ankerstroom verander, verander beide Xd en Xq. Daarom, wanneer u die parameters bepaal, moet u ook die motorbedryfstoestande aandui. (Hoeveelheid wissel- en direkte asstroom of statorstroom en interne arbeidsfaktorhoek)
Die grootste probleem wanneer die induktiewe parameters met die direkte lasmetode gemeet word, lê in die meting van die drywingshoek θ. Soos ons weet, is dit die fasehoekverskil tussen die motorterminaalspanning U en die opwekkings elektromotoriese krag. Wanneer die motor stabiel loop, kan die eindspanning direk verkry word, maar E0 kan nie direk verkry word nie, dus kan dit slegs verkry word deur 'n indirekte metode om 'n periodieke sein met dieselfde frekwensie as E0 te verkry en 'n vaste faseverskil om te vervang E0 om 'n fasevergelyking met die eindspanning te maak.
Die tradisionele indirekte metodes is:
1) in die ankergleuf van die motor onder toets begrawe steek en die motor se oorspronklike spoel van verskeie windings fyn draad as 'n meetspoel, om dieselfde fase te verkry met die motorwikkeling onder toetsspanning vergelyking sein, deur die vergelyking van die arbeidsfaktorhoek kan verkry word.
2) Installeer 'n sinchrone motor op die as van die motor wat getoets word wat identies is aan die motor wat getoets word. Die spanningfasemetingsmetode [2], wat hieronder beskryf sal word, is op hierdie beginsel gebaseer. Die eksperimentele verbindingsdiagram word in Figuur 2 getoon. Die TSM is die permanente magneet sinchrone motor wat getoets word, die ASM is 'n identiese sinchrone motor wat addisioneel benodig word, die PM is die aandrywer, wat óf 'n sinchrone motor óf 'n GS kan wees motor, B is die rem, en die DBO is 'n dubbelbundel-ossilloskoop. Die fases B en C van die TSM en ASM is aan die ossilloskoop gekoppel. Wanneer die TSM aan 'n drie-fase kragbron gekoppel is, ontvang die ossilloskoop die seine VTSM en E0ASM. omdat die twee motors identies is en sinchroon roteer, is die geen-laai-terugpotensiaal van die TSM van die toetser en die geen-las-terugpotensiaal van die ASM, wat as 'n kragopwekker, E0ASM, optree in fase. Daarom kan die drywingshoek θ, dws die faseverskil tussen VTSM en E0ASM gemeet word.
Fig. 2 Eksperimentele bedradingsdiagram vir die meet van drywingshoek
Hierdie metode is nie baie algemeen gebruik word nie, hoofsaaklik omdat: ① in die rotoras gemonteer klein sinchroniese motor of roterende transformator vereis word gemeet motor het twee as uitgestrekte einde, wat dikwels moeilik om te doen. ② Die akkuraatheid van die drywingshoekmeting hang grootliks af van die hoë harmoniese inhoud van die VTSM en E0ASM, en as die harmoniese inhoud relatief groot is, sal die akkuraatheid van die meting verminder word.
3) Om die akkuraatheid en gebruiksgemak van die kraghoektoets te verbeter, nou meer gebruik van posisiesensors om die rotorposisiesein op te spoor, en dan fasevergelyking met die eindspanningsbenadering
Die basiese beginsel is om 'n geprojekteerde of gereflekteerde foto-elektriese skyf op die as van die gemete permanente magneet sinchrone motor te installeer, die aantal eenvormig verspreide gate op die skyf of swart en wit merkers en die aantal pare pole van die sinchrone motor wat getoets word . Wanneer die skyf een omwenteling met die motor draai, ontvang die foto-elektriese sensor p rotor posisie seine en genereer p lae spanning pulse. Wanneer die motor sinchroon loop, is die frekwensie van hierdie rotorposisiesein gelyk aan die frekwensie van die ankerterminaalspanning, en die fase daarvan weerspieël die fase van die opwekking elektromotoriese krag. Die sinchronisasie-pulssein word versterk deur vorming, faseverskuiwing en die toetsmotor-ankerspanning vir fasevergelyking om die faseverskil te kry. Stel wanneer die motor geen las werking, die faseverskil θ1 is (benader dat op hierdie tydstip die drywingshoek θ = 0), wanneer die las loop, is die faseverskil θ2, dan is die faseverskil θ2 - θ1 die gemete permanente magneet sinchrone motor las drywingshoek waarde. Die skematiese diagram word in Figuur 3 getoon.
Fig. 3 Skematiese diagram van drywingshoekmeting
Soos in die foto-elektriese skyf eenvormig bedek met swart en wit merk is moeiliker, en wanneer die gemeet permanente magneet sinchroniese motor pole op dieselfde tyd merk skyf kan nie gemeen met mekaar. Vir eenvoud, kan ook getoets word in die permanente magneet motor dryfas toegedraai in 'n sirkel van swart band, bedek met 'n wit merk, die reflektiewe foto-elektriese sensor ligbron wat uitgestraal word deur die lig versamel in hierdie sirkel op die oppervlak van die band. Op hierdie manier, elke draai van die motor, foto-elektriese sensor in die fotosensitiewe transistor as gevolg van ontvang 'n gereflekteerde lig en geleiding een keer, wat lei tot 'n elektriese puls sein, na versterking en vorming om 'n vergelyking sein E1 te kry. vanaf die toetsmotor-ankerwikkeling einde van enige twee-fase spanning, deur die spanning transformator PT af na 'n lae spanning, gestuur na die spanning vergelyker, die vorming van 'n verteenwoordiger van die reghoekige fase van die spanning puls sein U1. U1 deur die p-afdeling frekwensie, die fase vergelyker vergelyking om 'n vergelyking tussen die fase en die fase vergelyker te kry. U1 deur die p-verdelingsfrekwensie, deur die fasevergelyker om sy faseverskil met die sein te vergelyk.
Die tekortkoming van bogenoemde drywingshoekmetingsmetode is dat die verskil tussen die twee metings gemaak moet word om die drywingshoek te verkry. Om die twee hoeveelhede afgetrek te vermy en die akkuraatheid te verminder, in die meting van die lasfaseverskil θ2, die U2-seinomkering, is die gemete faseverskil θ2'=180 ° - θ2, die drywingshoek θ=180 ° - ( θ1 + θ2'), wat die twee hoeveelhede van die aftrekking van die fase na die optelling omskakel. Die fasehoeveelheidsdiagram word in Fig. 4 getoon.
Fig. 4 Beginsel van faseoptelmetode vir die berekening van faseverskil
Nog 'n verbeterde metode gebruik nie die spanning reghoekige golfvorm sein frekwensie verdeling nie, maar gebruik 'n mikrorekenaar om onderskeidelik die seingolfvorm gelyktydig deur die insetkoppelvlak aan te teken, die geen-las spanning en rotor posisie sein golfvorme U0, E0, sowel as die lasspanning en rotorposisie reghoekige golfvorm seine U1, E1, en beweeg dan die golfvorms van die twee opnames relatief tot mekaar totdat die golfvorme van twee spanning reghoekige golfvorm seine heeltemal oorvleuel, wanneer die faseverskil tussen die twee rotors Die faseverskil tussen die twee rotorposisieseine is die drywingshoek; of beweeg die golfvorm na die twee rotorposisie-seingolfvorms wat saamval, dan is die faseverskil tussen die twee spanningseine die drywingshoek.
Daar moet daarop gewys word dat die werklike geen-las werking van permanente magneet sinchroniese motor, die drywingshoek nie nul is nie, veral vir klein motors, as gevolg van geen-las werking van geen-las verlies (insluitend stator koper verlies, yster verlies, meganiese verlies, verdwaalde verlies) is relatief groot, as jy dink dat die geen-las-drywingshoek van nul is, sal dit 'n groot fout in die meting van die drywingshoek veroorsaak, wat gebruik kan word om die DC-motor in die toestand te laat loop van die motor, die rigting van die stuur en die toetsmotorstuur konsekwent, met die DC-motorstuur, kan die DC-motor op dieselfde toestand loop, en die DC-motor kan as 'n toetsmotor gebruik word. Dit kan die GS-motor in die motortoestand laat loop, die stuur en die toetsmotorstuur in ooreenstemming met die GS-motor om al die asverlies van die toetsmotor te voorsien (insluitend ysterverlies, meganiese verlies, verdwaalde verlies, ens.). Die metode van oordeel is dat die toetsmotor se insetkrag gelyk is aan die stator koperverbruik, dit wil sê P1 = pCu, en die spanning en stroom in fase. Hierdie keer stem die gemete θ1 ooreen met die drywingshoek van nul.
Opsomming: die voordele van hierdie metode:
① Die direkte lasmetode kan die bestendige versadigingsinduktansie onder verskillende lastoestande meet, en vereis nie 'n beheerstrategie nie, wat intuïtief en eenvoudig is.
Omdat die meting direk onder las gedoen word, kan die versadigingseffek en die invloed van demagnetiseringstroom op die induktansieparameters in ag geneem word.
Nadele van hierdie metode:
① Die direkte lasmetode moet meer hoeveelhede op dieselfde tyd meet (driefasespanning, driefasestroom, arbeidsfaktorhoek, ens.), Die meting van die drywingshoek is moeiliker, en die akkuraatheid van die toets van elke hoeveelheid het 'n direkte impak op die akkuraatheid van parameterberekeninge, en allerhande foute in die parametertoets is maklik om te versamel. Daarom, wanneer die direkte lasmetode gebruik word om die parameters te meet, moet aandag gegee word aan die foutanalise, en 'n hoër akkuraatheid van die toetsinstrument kies.
② Die waarde van die opwekking elektromotoriese krag E0 in hierdie meting metode word direk vervang deur die motor terminale spanning by geen las, en hierdie benadering bring ook inherente foute. Omdat die werkspunt van die permanente magneet verander met die las, wat beteken dat by verskillende statorstrome, die deurlaatbaarheid en vloeddigtheid van die permanente magneet verskil, dus is die gevolglike opwekking elektromotoriese krag ook anders. Op hierdie manier is dit nie baie akkuraat om die opwekking elektromotoriese krag onder las toestand te vervang met die opwekking elektromotoriese krag by geen las nie.
Verwysings
[1] Tang Renyuan et al. Moderne permanente magneet motor teorie en ontwerp. Beijing: Machinery Industry Press. Maart 2011
[2] JF Gieras, M. Wing. Permanente magneetmotortegnologie, ontwerp en toepassings, 2de uitg. New York: Marcel Dekker, 2002:170~171
Kopiereg: Hierdie artikel is 'n herdruk van die WeChat publieke nommer motor loer (电机极客), die oorspronklike skakelhttps://mp.weixin.qq.com/s/Swb2QnApcCWgbLlt9jMp0A
Hierdie artikel verteenwoordig nie ons maatskappy se sienings nie. As jy verskillende opinies of sienings het, korrigeer ons asseblief!
Postyd: 18 Jul-2024