მუდმივი მაგნიტის ძრავების სინქრონული ინდუქციურობის გაზომვა

I. სინქრონული ინდუქციურობის გაზომვის მიზანი და მნიშვნელობა
(1) სინქრონული ინდუქციურობის (ანუ ღერძული ინდუქციურობის) პარამეტრების გაზომვის მიზანი
AC და DC ინდუქციური პარამეტრები არის ორი ყველაზე მნიშვნელოვანი პარამეტრი მუდმივი მაგნიტის სინქრონულ ძრავაში. მათი ზუსტი შეძენა არის ძრავის მახასიათებლების გამოთვლის, დინამიური სიმულაციისა და სიჩქარის კონტროლის წინაპირობა და საფუძველი. სინქრონული ინდუქცია შეიძლება გამოყენებულ იქნას მრავალი სტაბილური მდგომარეობის გამოსათვლელად, როგორიცაა სიმძლავრის კოეფიციენტი, ეფექტურობა, ბრუნვა, არმატურის დენი, სიმძლავრე და სხვა პარამეტრები. მუდმივი მაგნიტის ძრავის მართვის სისტემაში ვექტორული კონტროლის გამოყენებით, სინქრონული ინდუქტორის პარამეტრები უშუალოდ ჩართულია კონტროლის ალგორითმში და კვლევის შედეგები აჩვენებს, რომ სუსტ მაგნიტურ რეგიონში ძრავის პარამეტრების უზუსტობამ შეიძლება გამოიწვიოს ბრუნვის მნიშვნელოვანი შემცირება. და ძალაუფლება. ეს აჩვენებს სინქრონული ინდუქტორის პარამეტრების მნიშვნელობას.
(2) პრობლემები, რომლებიც უნდა აღინიშნოს სინქრონული ინდუქციურობის გაზომვისას
მაღალი სიმძლავრის სიმკვრივის მისაღებად, მუდმივი მაგნიტის სინქრონული ძრავების სტრუქტურა ხშირად უფრო რთულია, ხოლო ძრავის მაგნიტური წრე უფრო გაჯერებულია, რის შედეგადაც ძრავის სინქრონული ინდუქციური პარამეტრი იცვლება გაჯერების მიხედვით. მაგნიტური წრე. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, პარამეტრები შეიცვლება ძრავის მუშაობის პირობებთან ერთად, მთლიანად შეფასებული სამუშაო პირობებით, სინქრონული ინდუქციური პარამეტრები ზუსტად ვერ ასახავს ძრავის პარამეტრების ბუნებას. აქედან გამომდინარე, აუცილებელია ინდუქციური მნიშვნელობების გაზომვა სხვადასხვა სამუშაო პირობებში.
2.მუდმივი მაგნიტის ძრავის სინქრონული ინდუქციური გაზომვის მეთოდები
ეს ნაშრომი აგროვებს სინქრონული ინდუქციურობის გაზომვის სხვადასხვა მეთოდებს და აკეთებს მათ დეტალურ შედარებას და ანალიზს. ეს მეთოდები შეიძლება უხეშად დაიყოს ორ ძირითად ტიპად: პირდაპირი დატვირთვის ტესტი და არაპირდაპირი სტატიკური ტესტი. სტატიკური ტესტირება შემდგომში იყოფა AC სტატიკური ტესტირებად და DC სტატიკური ტესტირებად. დღეს ჩვენი „სინქრონული ინდუქტორის ტესტირების მეთოდების“ პირველი ნაწილი განმარტავს დატვირთვის ტესტის მეთოდს.

ლიტერატურა [1] შემოაქვს პირდაპირი დატვირთვის მეთოდის პრინციპს. მუდმივი მაგნიტის ძრავები ჩვეულებრივ შეიძლება გაანალიზდეს ორმაგი რეაქციის თეორიის გამოყენებით მათი დატვირთვის მუშაობის გასაანალიზებლად, ხოლო გენერატორისა და ძრავის მუშაობის ფაზური დიაგრამები ნაჩვენებია სურათზე 1 ქვემოთ. გენერატორის სიმძლავრის კუთხე θ დადებითია E0 აღემატება U-ს, სიმძლავრის კოეფიციენტის კუთხე φ დადებითია I აღემატება U-ს და შიდა სიმძლავრის კოეფიციენტის კუთხე ψ დადებითია E0 აღემატება I-ს. ძრავის სიმძლავრის კუთხე θ დადებითია U აღემატება E0-ს, სიმძლავრის კოეფიციენტის კუთხე φ დადებითია U აღემატება I-ს და შიდა სიმძლავრის კოეფიციენტის კუთხე ψ დადებითია I აღემატება E0-ს.

ნახ. 1 მუდმივი მაგნიტის სინქრონული ძრავის მუშაობის ფაზის დიაგრამა
(ა) გენერატორის მდგომარეობა (ბ) ძრავის მდგომარეობა

ამ ფაზური სქემის მიხედვით შეიძლება მივიღოთ: მუდმივი მაგნიტის ძრავის დატვირთვის მუშაობისას, გაზომილი დატვირთული აგზნების ელექტრომამოძრავებელი ძალა E0, არმატურის ტერმინალის ძაბვა U, დენი I, სიმძლავრის ფაქტორის კუთხე φ და სიმძლავრის კუთხე θ და ა.შ. სწორი ღერძის დენი, ჯვარედინი კომპონენტი Id = Isin (θ - φ) და Iq = Icos (θ - φ), შემდეგ Xd და Xq შეიძლება მივიღოთ შემდეგი განტოლებიდან:

როდესაც გენერატორი მუშაობს:

Xd=[E0-Ucosθ-IR1cos(θ-φ)]/Id (1)
Xq=[Usinθ+IR1sin(θ-φ)]/Iq (2)

როდესაც ძრავა მუშაობს:

Xd=[E0-Ucosθ+IR1cos(θ-φ)]/Id (3)
Xq=[Usinθ-IR1sin(θ-φ)]/Iq (4)

მუდმივი მაგნიტის სინქრონული ძრავების მუდმივი მდგომარეობის პარამეტრები იცვლება ძრავის მუშაობის პირობების ცვლილებისას და როდესაც არმატურის დენი იცვლება, იცვლება Xd და Xq. ამიტომ, პარამეტრების განსაზღვრისას აუცილებლად მიუთითეთ ძრავის მუშაობის პირობები. (ცვლადი და პირდაპირი ლილვის დენის ან სტატორის დენის რაოდენობა და სიმძლავრის შიდა კოეფიციენტის კუთხე)

პირდაპირი დატვირთვის მეთოდით ინდუქციური პარამეტრების გაზომვისას მთავარი სირთულე მდგომარეობს დენის კუთხის θ გაზომვაში. როგორც ვიცით, ეს არის ფაზის კუთხის სხვაობა ძრავის ტერმინალის U ძაბვასა და აგზნების ელექტრომოძრავ ძალას შორის. როდესაც ძრავა მუშაობს სტაბილურად, საბოლოო ძაბვის მიღება შესაძლებელია პირდაპირ, მაგრამ E0 ვერ მიიღება პირდაპირ, ამიტომ მისი მიღება შესაძლებელია მხოლოდ არაპირდაპირი მეთოდით, რათა მივიღოთ პერიოდული სიგნალი იგივე სიხშირით, როგორც E0 და ფიქსირებული ფაზის სხვაობა ჩანაცვლებისთვის. E0, რათა მოხდეს ფაზის შედარება ბოლო ძაბვასთან.

ტრადიციული არაპირდაპირი მეთოდებია:
1) ტესტის ქვეშ მყოფი ძრავის არმატურის ჭრილში ჩამარხული მოედანი და ძრავის თავდაპირველი ხვეული წვრილი მავთულის რამდენიმე შემობრუნება, როგორც საზომი კოჭა, რათა მივიღოთ იგივე ფაზა ძრავის გრაგნილთან ტესტის ძაბვის შედარების სიგნალის ქვეშ, შედარების გზით სიმძლავრის ფაქტორის კუთხე შეიძლება მივიღოთ.
2) დააინსტალირეთ სინქრონული ძრავა შესამოწმებელი ძრავის ლილვზე, რომელიც იდენტურია შესამოწმებელი ძრავისა. ძაბვის ფაზის გაზომვის მეთოდი [2], რომელიც ქვემოთ იქნება აღწერილი, ეფუძნება ამ პრინციპს. ექსპერიმენტული კავშირის დიაგრამა ნაჩვენებია სურათზე 2. TSM არის მუდმივი მაგნიტის სინქრონული ძრავა შესამოწმებლად, ASM არის იდენტური სინქრონული ძრავა, რომელიც დამატებით არის საჭირო, PM არის მთავარი მამოძრავებელი, რომელიც შეიძლება იყოს სინქრონული ძრავა ან DC. ძრავა, B არის მუხრუჭი, ხოლო DBO არის ორმაგი სხივის ოსცილოსკოპი. TSM და ASM-ის B და C ფაზები დაკავშირებულია ოსცილოსკოპთან. როდესაც TSM უკავშირდება სამფაზიან ელექტრომომარაგებას, ოსცილოსკოპი იღებს სიგნალებს VTSM და E0ASM. იმის გამო, რომ ორი ძრავა იდენტურია და ბრუნავს სინქრონულად, ტესტერის TSM-ის უდატვირთვის უკანა პოტენციალი და ASM-ის, რომელიც მოქმედებს როგორც გენერატორი, E0ASM, ფაზაშია. ამრიგად, სიმძლავრის კუთხე θ, ანუ ფაზური სხვაობა VTSM-სა და E0ASM-ს შორის შეიძლება გაიზომოს.

ნახ. 2 ექსპერიმენტული გაყვანილობის დიაგრამა სიმძლავრის კუთხის გაზომვისთვის

ეს მეთოდი არც თუ ისე ხშირად გამოიყენება, ძირითადად იმიტომ, რომ: ① როტორის ლილვში დამონტაჟებული მცირე სინქრონული ძრავა ან მბრუნავი ტრანსფორმატორი, რომელიც საჭიროა გასაზომად, ძრავას აქვს ორი ლილვის გაშლილი ბოლო, რაც ხშირად რთულია. ② სიმძლავრის კუთხის გაზომვის სიზუსტე დიდწილად დამოკიდებულია VTSM და E0ASM-ის მაღალ ჰარმონიულ შინაარსზე და თუ ჰარმონიული შემცველობა შედარებით დიდია, გაზომვის სიზუსტე შემცირდება.
3) სიმძლავრის კუთხის ტესტის სიზუსტისა და გამოყენების სიმარტივის გასაუმჯობესებლად, ახლა უფრო მეტი პოზიციის სენსორების გამოყენება როტორის პოზიციის სიგნალის გამოსავლენად და შემდეგ ფაზის შედარება ბოლო ძაბვის მიდგომთან
ძირითადი პრინციპი არის დაპროექტებული ან ასახული ფოტოელექტრული დისკის დაყენება გაზომილი მუდმივი მაგნიტის სინქრონული ძრავის ლილვზე, დისკზე თანაბრად განაწილებული ხვრელების რაოდენობა ან შავ-თეთრი მარკერები და სინქრონული ძრავის პოლუსების წყვილი ტესტირება. . როდესაც დისკი ბრუნავს ძრავით ერთი ბრუნით, ფოტოელექტრული სენსორი იღებს p როტორის პოზიციის სიგნალებს და წარმოქმნის p დაბალი ძაბვის იმპულსებს. როდესაც ძრავა მუშაობს სინქრონულად, ამ როტორის პოზიციის სიგნალის სიხშირე უდრის არმატურის ტერმინალის ძაბვის სიხშირეს და მისი ფაზა ასახავს აგზნების ელექტრომოძრავი ძალის ფაზას. სინქრონიზაციის პულსის სიგნალი გაძლიერებულია ფორმირებით, ფაზის გადანაცვლებით და სატესტო ძრავის არმატურის ძაბვით ფაზის შედარებისთვის, ფაზის სხვაობის მისაღებად. დაყენებულია ძრავის დატვირთვის გარეშე მუშაობისას, ფაზური სხვაობა არის θ1 (დაახლოებით, რომ ამ დროს სიმძლავრის კუთხე θ = 0), როდესაც დატვირთვა მუშაობს, ფაზური სხვაობა არის θ2, მაშინ ფაზური განსხვავება θ2 - θ1 არის გაზომილი. მუდმივი მაგნიტის სინქრონული ძრავის დატვირთვის სიმძლავრის კუთხის მნიშვნელობა. სქემატური დიაგრამა ნაჩვენებია სურათზე 3.

ნახ. 3 სიმძლავრის კუთხის გაზომვის სქემატური დიაგრამა

როგორც შავ-თეთრი ნიშნით ერთგვაროვნად დაფარული ფოტოელექტრული დისკზე უფრო რთულია და როდესაც გაზომილი მუდმივი მაგნიტი სინქრონული საავტომობილო ბოძები, ამავე დროს მარკირების დისკი არ შეიძლება იყოს საერთო ერთმანეთთან. სიმარტივისთვის, ასევე შეიძლება შემოწმდეს მუდმივი მაგნიტის ძრავის ამძრავის ლილვში, რომელიც შეფუთულია შავი ლენტის წრეში, დაფარული თეთრი ნიშნით, ამრეკლავი ფოტოელექტრული სენსორის სინათლის წყარო, რომელიც გამოსხივებულია ამ წრეში შეკრებილი შუქით, ფირის ზედაპირზე. ამ გზით, ძრავის ყოველი შემობრუნება, ფოტოელექტრული სენსორი ფოტომგრძნობიარე ტრანზისტორში იღებს ასახულ შუქს და გამტარობას ერთხელ, რის შედეგადაც მიიღება ელექტრული პულსის სიგნალი, გაძლიერებისა და ფორმირების შემდეგ, რათა მიიღოთ შედარების სიგნალი E1. სატესტო ძრავის არმატურის ლიკვიდაციის ბოლოდან ნებისმიერი ორფაზიანი ძაბვა, PT ძაბვის ტრანსფორმატორის მიერ დაბალ ძაბვამდე, გაგზავნილი ძაბვის შედარებამდე, წარმოიქმნება ძაბვის პულსის სიგნალის მართკუთხა ფაზის წარმომადგენელი U1. U1 p- გაყოფის სიხშირით, ფაზის შედარების შედარება ფაზის და ფაზის შედარების მისაღებად. U1 p- გაყოფის სიხშირით, ფაზის შედარებით მისი ფაზური სხვაობის სიგნალთან შესადარებლად.
ზემოაღნიშნული სიმძლავრის კუთხის გაზომვის მეთოდის ნაკლოვანება არის ის, რომ განსხვავება ორ გაზომვას შორის უნდა მოხდეს სიმძლავრის კუთხის მისაღებად. გამოკლებული ორი სიდიდის თავიდან ასაცილებლად და სიზუსტის შემცირების მიზნით, დატვირთვის ფაზის სხვაობის გაზომვისას θ2, U2 სიგნალის შებრუნებისას, გაზომილი ფაზის სხვაობა არის θ2'=180 ° - θ2, სიმძლავრის კუთხე θ=180 ° - ( θ1 + θ2'), რომელიც გარდაქმნის ორ რაოდენობას ფაზის გამოკლებიდან დამატებაში. ფაზის რაოდენობის დიაგრამა ნაჩვენებია ნახ.4-ში.

ნახ. 4 ფაზური დანამატის მეთოდის პრინციპი ფაზური სხვაობის გამოსათვლელად

კიდევ ერთი გაუმჯობესებული მეთოდი არ იყენებს ძაბვის მართკუთხა ტალღის ფორმის სიგნალის სიხშირის დაყოფას, არამედ იყენებს მიკროკომპიუტერს სიგნალის ტალღის ფორმის ერთდროულად ჩასაწერად, შესაბამისად, შეყვანის ინტერფეისის მეშვეობით, ჩაწერს ძაბვის გარეშე ძაბვისა და როტორის პოზიციის სიგნალის ტალღების U0, E0, ასევე. დატვირთვის ძაბვა და როტორის პოზიციონირება მართკუთხა ტალღის ფორმის სიგნალებს U1, E1 და შემდეგ გადაიტანეთ ორი ჩანაწერის ტალღის ფორმები ერთმანეთთან შედარებით, სანამ ორი ძაბვის მართკუთხა ტალღური სიგნალის ტალღის ფორმები მთლიანად გადახურდება, როდესაც ფაზური სხვაობა ორ როტორს შორის ფაზური განსხვავება როტორის პოზიციის ორ სიგნალს შორის არის დენის კუთხე; ან გადაიტანეთ ტალღის ფორმა როტორის პოზიციის ორი სიგნალის ტალღის ფორმაში, რომელიც ემთხვევა, მაშინ ფაზის სხვაობა ორ ძაბვის სიგნალს შორის არის დენის კუთხე.
უნდა აღინიშნოს, რომ მუდმივი მაგნიტის სინქრონული ძრავის ფაქტობრივი დატვირთვის გარეშე მუშაობა, სიმძლავრის კუთხე არ არის ნული, განსაკუთრებით მცირე ძრავებისთვის, დატვირთვის გარეშე მუშაობის გამო, დაკარგვის გარეშე (სტატორის სპილენძის დაკარგვა, რკინის დაკარგვა, მექანიკური დანაკარგი, მაწანწალა დაკარგვა) შედარებით დიდია, თუ ფიქრობთ, რომ დაუტვირთვის სიმძლავრის კუთხე ნულის ტოლია, ეს გამოიწვევს დიდ შეცდომას სიმძლავრის კუთხის გაზომვისას, რაც შეიძლება გამოყენებულ იქნას DC ძრავის მდგომარეობაში მუშაობისთვის. ძრავის, საჭის მიმართულება და სატესტო ძრავის საჭე შეესაბამება, DC ძრავის საჭესთან, DC ძრავას შეუძლია იმუშაოს იმავე მდგომარეობაში, ხოლო DC ძრავა შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც სატესტო ძრავა. ამან შეიძლება DC ძრავა იმუშაოს საავტომობილო მდგომარეობაში, საჭე და სატესტო ძრავის საჭე შეესაბამებოდეს DC ძრავას, რათა უზრუნველყოს სატესტო ძრავის ლილვის ყველა დანაკარგი (რკინის დანაკარგის ჩათვლით, მექანიკური დანაკარგი, მაწანწალა დაკარგვა და ა.შ.). განსჯის მეთოდი არის ის, რომ სატესტო ძრავის შეყვანის სიმძლავრე უდრის სტატორის სპილენძის მოხმარებას, ანუ P1 = pCu და ძაბვასა და დენს ფაზაში. ამჯერად გაზომილი θ1 შეესაბამება ნულის სიმძლავრის კუთხეს.
შეჯამება: ამ მეთოდის უპირატესობები:
① პირდაპირი დატვირთვის მეთოდს შეუძლია გაზომოს მდგრადი მდგომარეობის გაჯერების ინდუქცია სხვადასხვა დატვირთვის მდგომარეობებში და არ საჭიროებს კონტროლის სტრატეგიას, რომელიც ინტუიციური და მარტივია.
იმის გამო, რომ გაზომვა ხდება უშუალოდ დატვირთვის ქვეშ, მხედველობაში მიიღება გაჯერების ეფექტი და დემაგნიტიზაციის დენის გავლენა ინდუქციურ პარამეტრებზე.
ამ მეთოდის უარყოფითი მხარეები:
① პირდაპირი დატვირთვის მეთოდს სჭირდება ერთდროულად მეტი რაოდენობის გაზომვა (სამფაზიანი ძაბვა, სამფაზიანი დენი, სიმძლავრის ფაქტორის კუთხე და ა.შ.), სიმძლავრის კუთხის გაზომვა უფრო რთულია და ტესტის სიზუსტე. თითოეულ რაოდენობას აქვს პირდაპირი გავლენა პარამეტრის გამოთვლების სიზუსტეზე და პარამეტრის ტესტში ყველა სახის შეცდომის დაგროვება მარტივია. ამიტომ, პარამეტრების გასაზომად პირდაპირი დატვირთვის მეთოდის გამოყენებისას ყურადღება უნდა მიექცეს შეცდომების ანალიზს და შეარჩიოს ტესტის ინსტრუმენტის უფრო მაღალი სიზუსტე.
② აგზნების ელექტრომამოძრავებელი ძალის E0 მნიშვნელობა ამ გაზომვის მეთოდში პირდაპირ იცვლება ძრავის ტერმინალის ძაბვით დატვირთვის გარეშე და ამ მიახლოებას ასევე მოაქვს თანდაყოლილი შეცდომები. იმის გამო, რომ მუდმივი მაგნიტის მოქმედების წერტილი იცვლება დატვირთვასთან ერთად, რაც ნიშნავს, რომ სხვადასხვა სტატორის დინებაში, მუდმივი მაგნიტის გამტარიანობა და ნაკადის სიმკვრივე განსხვავებულია, შესაბამისად, აგზნების ელექტრომოძრავი ძალაც განსხვავებულია. ამგვარად, არ არის ძალიან ზუსტი აგზნების ელექტრომოძრავი ძალის ჩანაცვლება დატვირთვის პირობებში აგზნების ელექტრომოძრავი ძალით დატვირთვის გარეშე.
ცნობები
[1] ტანგ რენიუანი და სხვ. თანამედროვე მუდმივი მაგნიტის ძრავის თეორია და დიზაინი. პეკინი: Machinery Industry Press. 2011 წლის მარტი
[2] JF Gieras, M. Wing. მუდმივი მაგნიტის ძრავის ტექნოლოგია, დიზაინი და აპლიკაციები, მე-2 გამოცემა. ნიუ-იორკი: მარსელ დეკერი, 2002: 170-171
საავტორო უფლება: ეს სტატია არის WeChat-ის საჯარო ნომრის მოტორიკის ხელახალი ბეჭდვა (电机极客), ორიგინალური ბმულიhttps://mp.weixin.qq.com/s/Swb2QnApcCWgbLlt9jMp0A

ეს სტატია არ წარმოადგენს ჩვენი კომპანიის შეხედულებებს. თუ თქვენ გაქვთ განსხვავებული მოსაზრებები ან შეხედულებები, გთხოვთ შეგვისწოროთ!