Kiired mootoridpälvivad üha suuremat tähelepanu oma ilmselgete eeliste, näiteks suure võimsustiheduse, väikese suuruse ja kaalu ning kõrge tööefektiivsuse tõttu. Tõhus ja stabiilne ajamisüsteem on suurepärase jõudluse täieliku ärakasutamise võti.kiired mootoridSee artikkel analüüsib peamiselt raskusi, mis on seotudkiire mootorajamitehnoloogia juhtimisstrateegia, nurkade hindamise ja võimsustopoloogia disaini aspektidest ning võtab kokku praegused uurimistulemused nii kodu- kui ka välismaal. Seejärel võtab see kokku ja prognoosib arengusuundikiire mootorajamitehnoloogia.
2. osa Uurimistöö sisu
Kiired mootoridNeil on palju eeliseid, näiteks suur võimsustihedus, väike maht ja kaal ning kõrge töö efektiivsus. Neid kasutatakse laialdaselt sellistes valdkondades nagu lennundus, riigikaitse ja ohutus, tootmine ja igapäevaelu ning need on tänapäeval vajalikud uurimissisu ja arendussuunad. Kiirete koormuste rakendustes, nagu elektrilised spindlid, turbomootorid, mikrogaasiturbiinid ja hooratta energia salvestamine, saab kiirete mootorite rakendamisega saavutada otseülekande struktuuri, kõrvaldada muudetava kiirusega seadmed, vähendada oluliselt mahtu, kaalu ja hoolduskulusid, parandades samal ajal oluliselt töökindlust, ning neil on äärmiselt laiad rakendusvõimalused.Kiired mootoridtavaliselt viitavad kiirustele, mis ületavad 10 kr/min, või raskusastmetele (kiiruse ja võimsuse ruutjuure korrutis), mis ületavad 1 × 105-hobujõulist mootorit on kujutatud joonisel 1, mis võrdleb mõnede kiirmootorite representatiivsete prototüüpide asjakohaseid andmeid nii riigisiseselt kui ka rahvusvaheliselt. Katkendlik joon joonisel 1 tähistab 1 × 105-hobujõulist raskusastet jne.
1,Raskused kiirete mootorite ajamitehnoloogias
1. Süsteemi stabiilsusprobleemid kõrgetel põhisagedustel
Kui mootor on kõrge põhisagedusega olekus, on analoog-digitaalmuundamise aja, digitaalkontrolleri algoritmi täitmisaja ja inverteri lülitussageduse tõttu selliste piirangute tõttu kiire mootori ajamisüsteemi kandesagedus suhteliselt madal, mille tulemuseks on mootori tööomaduste märkimisväärne langus.
2. Rootori asendi ülitäpse hindamise probleem põhisagedusel
Kiire töötamise ajal on rootori asendi täpsus mootori tööomaduste seisukohalt ülioluline. Mehaaniliste asendiandurite madala töökindluse, suure suuruse ja kõrge hinna tõttu kasutatakse kiirete mootorite juhtimissüsteemides sageli andurita algoritme. Kõrgete põhisageduste korral on asendiandurita algoritmide kasutamine aga vastuvõtlik mitteideaalsetele teguritele, nagu inverteri mittelineaarsus, ruumilised harmoonilised, silmusfiltrid ja induktiivsuse parameetrite hälbed, mis põhjustavad rootori asendi hindamisel olulisi vigu.
3. Pulsatsiooni summutamine kiiretel mootoriga ajamisüsteemidel
Kiirete mootorite väike induktiivsus viib paratamatult suure voolupulsatsiooni probleemini. Suure voolupulsatsiooni põhjustatud täiendavad vasekaotus, rauakaotus, pöördemomendi pulsatsioon ja vibratsioonimüra võivad oluliselt suurendada kiirete mootorisüsteemide kadusid, vähendada mootori jõudlust ning suure vibratsioonimüra põhjustatud elektromagnetilised häired võivad kiirendada ajami vananemist. Ülaltoodud probleemid mõjutavad oluliselt kiirete mootoritega ajamisüsteemide jõudlust ning väikese kadudega riistvaraahelate optimeeritud disain on kiirete mootoritega ajamisüsteemide puhul ülioluline. Kokkuvõttes nõuab kiire mootoriga ajamisüsteemi projekteerimine mitmete tegurite, sealhulgas vooluahela sidestuse, süsteemi viivituse, parameetrivigade ja tehniliste raskuste, näiteks voolupulsatsiooni summutamise, põhjalikku arvestamist. See on väga keeruline protsess, mis seab kõrged nõudmised juhtimisstrateegiatele, rootori asukoha hindamise täpsusele ja võimsustopoloogia disainile.
2. Kiire mootoriga ajamisüsteemi juhtimisstrateegia
1. Kiire mootori juhtimissüsteemi modelleerimine
Kiirete mootoritega ajamisüsteemide kõrge töösageduse ja madala kandesageduse suhte omadusi, samuti mootori sidestuse ja viivituse mõju süsteemile ei saa ignoreerida. Seetõttu on ülaltoodud kahte peamist tegurit arvestades kiirete mootoritega ajamisüsteemide rekonstrueerimise modelleerimine ja analüüsimine võtmetähtsusega kiirete mootorite ajami jõudluse edasiseks parandamiseks.
2. Kiirmootorite lahtisidumise juhtimistehnoloogia
Kõige laialdasemalt kasutatav tehnoloogia suure jõudlusega mootori ajamisüsteemides on FOC-juhtimine. Vastuseks tõsisele sidestusprobleemile, mida põhjustab kõrge töötav põhisagedus, on praegu peamiseks uurimissuunaks lahtisidumise juhtimisstrateegiad. Praegu uuritavaid lahtisidumise juhtimisstrateegiaid saab peamiselt jagada mudelipõhisteks lahtisidumise juhtimisstrateegiateks, häiringute kompenseerimisel põhinevateks lahtisidumise juhtimisstrateegiateks ja kompleksvektorregulaatoril põhinevateks lahtisidumise juhtimisstrateegiateks. Mudelipõhised lahtisidumise juhtimisstrateegiad hõlmavad peamiselt etteande lahtisidumise ja tagasiside lahtisidumise strateegiaid, kuid see strateegia on tundlik mootori parameetrite suhtes ja võib suurte parameetrivigade korral isegi viia süsteemi ebastabiilsuseni ning ei suuda saavutada täielikku lahtisidumise strateegiat. Halb dünaamiline lahtisidumise jõudlus piirab selle rakendusala. Kaks viimast lahtisidumise juhtimisstrateegiat on praegu uurimisvaldkonnas populaarsed.
3. Viivituse kompenseerimise tehnoloogia kiirete mootorisüsteemide jaoks
Lahtisidestusjuhtimistehnoloogia suudab tõhusalt lahendada kiirete mootoriga ajamisüsteemide sidestusprobleemi, kuid viivitusega kaasnev viivitusühendus on endiselt olemas, seega on vaja süsteemi viivituse tõhusat aktiivset kompenseerimist. Praegu on süsteemi viivituse jaoks kaks peamist aktiivset kompenseerimisstrateegiat: mudelipõhised kompenseerimisstrateegiad ja mudelist sõltumatud kompenseerimisstrateegiad.
03. osa uurimistöö järeldus
Tuginedes praegustele uurimistulemustelekiire mootorAkadeemilises kogukonnas esineva ajamitehnoloogia ja olemasolevate probleemide kõrval hõlmavad kiirmootorite arendus- ja uurimissuunad peamiselt järgmist: 1) uuringud kõrge põhisagedusvoolu täpse ennustamise ja aktiivkompensatsiooni viivitusega seotud probleemide kohta; 3) uuringud kiirmootorite suure dünaamilise jõudlusega juhtimisalgoritmide kohta; 4) uuringud ülikiirete mootorite nurkasendi ja täiskiirusel paikneva rootori asendi hindamise mudeli täpse hindamise kohta; 5) uuringud kiirmootori asendi hindamise mudelite vigade täieliku kompenseerimise tehnoloogia kohta; 6) uuringud kiirmootorite võimsustopoloogia kõrgsageduse ja suurte kadudega seotud probleemide kohta.
Postituse aeg: 24. okt 2023
