I. Sünkroonse induktiivsuse mõõtmise eesmärk ja tähendus
(1) Sünkroonse induktiivsuse (st risttelje induktiivsuse) parameetrite mõõtmise eesmärk
Vahelduv- ja alalisvoolu induktiivsuse parameetrid on püsimagnetilise sünkroonmootori kaks kõige olulisemat parameetrit. Nende täpne omandamine on mootori karakteristikute arvutamise, dünaamilise simulatsiooni ja kiiruse reguleerimise eeltingimus ja alus. Sünkroonset induktiivsust saab kasutada paljude püsiseisundi omaduste, näiteks võimsusteguri, efektiivsuse, pöördemomendi, armatuuri voolu, võimsuse ja muude parameetrite arvutamiseks. Püsimagnetmootori juhtimissüsteemis, mis kasutab vektorjuhtimist, on sünkroonse induktiivpooli parameetrid otseselt seotud juhtimisalgoritmiga ja uurimistulemused näitavad, et nõrgas magnetpiirkonnas võib mootori parameetrite ebatäpsus kaasa tuua märkimisväärse pöördemomendi vähenemise. ja võim. See näitab sünkroonse induktiivpooli parameetrite tähtsust.
(2) Probleemid, mida tuleb märkida sünkroonse induktiivsuse mõõtmisel
Suure võimsustiheduse saavutamiseks kujundatakse püsimagnetitega sünkroonmootorite struktuur sageli keerulisemaks ja mootori magnetahel on rohkem küllastunud, mistõttu mootori sünkroonse induktiivsuse parameeter varieerub vastavalt sünkroonmootori küllastumisele. magnetahel. Teisisõnu, parameetrid muutuvad koos mootori töötingimustega, sünkroonse induktiivsuse parameetrid ei suuda täpselt kajastada mootori parameetrite olemust. Seetõttu on vaja mõõta induktiivsuse väärtusi erinevates töötingimustes.
2.püsimagnetmootori sünkroonse induktiivsuse mõõtmise meetodid
See artikkel kogub erinevaid sünkroonse induktiivsuse mõõtmise meetodeid ning võrdleb ja analüüsib neid üksikasjalikult. Need meetodid võib jämedalt jagada kahte põhitüüpi: otsene koormustest ja kaudne staatiline test. Staatiline testimine jaguneb veel vahelduvvoolu staatiliseks testimiseks ja alalisvoolu staatiliseks testimiseks. Täna selgitab meie "Sünkroonsete induktiivpoolide testimismeetodite" esimene osa koormustesti meetodit.
Kirjanduses [1] tutvustatakse otsekoormuse meetodi põhimõtet. Püsimagnetmootoreid saab tavaliselt analüüsida, kasutades nende koormustalitluse analüüsimiseks topeltreaktsiooni teooriat ning generaatori ja mootori töö faasidiagrammid on näidatud alloleval joonisel 1. Generaatori võimsusnurk θ on positiivne, kui E0 ületab U, võimsusteguri nurk φ on positiivne, kui I ületab U, ja sisemine võimsusteguri nurk ψ on positiivne, kui E0 ületab I. Mootori võimsusnurk θ on positiivne, kui Kui U ületab E0, on võimsusteguri nurk φ positiivne, kui U ületab I, ja sisemine võimsusteguri nurk ψ on positiivne, kui I ületab E0.
Joonis 1 Püsimagnetiga sünkroonmootori töö faasiskeem
a) Generaatori olek b) Mootori olek
Selle faasidiagrammi järgi on võimalik saada: kui püsimagneti mootori koormustalitlus, mõõdetud koormuseta ergastuse elektromotoorjõud E0, armatuuri klemmi pinge U, vool I, võimsusteguri nurk φ ja võimsusnurk θ jne, saab armatuuri. sirge telje vool, risttelje komponent Id = Isin (θ - φ) ja Iq = Icos (θ - φ), siis saab Xd ja Xq saada järgmistest võrrand:
Kui generaator töötab:
Xd=[E0-Ucosθ-IR1cos(θ-φ)]/Id (1)
Xq=[Usinθ+IR1sin(θ-φ)]/Iq (2)
Kui mootor töötab:
Xd=[E0-Ucosθ+IR1cos(θ-φ)]/Id (3)
Xq=[Usinθ-IR1sin(θ-φ)]/Iq (4)
Püsimagnetitega sünkroonmootorite püsiseisundi parameetrid muutuvad mootori töötingimuste muutumisel ja armatuurivoolu muutumisel muutuvad nii Xd kui Xq. Seetõttu tuleb parameetrite määramisel kindlasti märkida ka mootori töötingimused. (Vahelduv- ja alalisvõlli voolu või staatorivoolu suurus ja sisemine võimsusteguri nurk)
Peamine raskus induktiivsete parameetrite mõõtmisel otsekoormuse meetodil seisneb võimsusnurga θ mõõtmises. Nagu me teame, on see faasinurga erinevus mootori klemmi pinge U ja ergastuse elektromotoorjõu vahel. Kui mootor töötab stabiilselt, saab lõpppinge saada otse, kuid E0 ei saa otseselt saada, seega saab seda ainult kaudse meetodiga, et saada perioodiline signaal, mille sagedus on sama kui E0 ja fikseeritud faaside erinevus asendamiseks E0, et teha faasivõrdlus lõpppingega.
Traditsioonilised kaudsed meetodid on järgmised:
1) testitava mootori armatuuripilusse maetud sammuga ja mootori originaalmähises mitme keerdusega peentraadi mõõtepoolina, et saada katsepinge võrdlussignaali all oleva mootorimähisega sama faas, võrdluse kaudu võimsusteguri nurk on võimalik saada.
2) Paigaldage testitava mootori võllile sünkroonmootor, mis on testitava mootoriga identne. Pingefaasi mõõtmise meetod [2], mida kirjeldatakse allpool, põhineb sellel põhimõttel. Eksperimentaalne ühendusskeem on näidatud joonisel 2. TSM on testitav püsimagnetiga sünkroonmootor, ASM on identne sünkroonmootor, mida on vaja lisaks, PM on peamootor, mis võib olla kas sünkroonmootor või alalisvoolumootor. mootor, B on pidur ja DBO on kahe valgusvihuga ostsilloskoop. TSM-i ja ASM-i faasid B ja C on ühendatud ostsilloskoop. Kui TSM on ühendatud kolmefaasilise toiteallikaga, võtab ostsilloskoop vastu signaale VTSM ja E0ASM. kuna kaks mootorit on identsed ja pöörlevad sünkroonselt, on testija TSM-i tühikäigutagasipotentsiaal ja generaatorina toimiva ASM-i tühikäigutagasipotentsiaal E0ASM faasis. Seetõttu saab mõõta võimsusnurka θ, st faasierinevust VTSM ja E0ASM vahel.
Joonis 2 Eksperimentaalne ühendusskeem võimsusnurga mõõtmiseks
Seda meetodit ei kasutata väga sageli, peamiselt seetõttu, et: ① rootori võllile paigaldatud väikesel sünkroonmootoril või pöördtrafol, mida tuleb mõõta, mootoril on kaks võlli väljasirutatud ots, mida on sageli raske teha. ② Võimsusnurga mõõtmise täpsus sõltub suuresti VTSM-i ja E0ASM-i kõrgest harmoonilisest sisaldusest ning kui harmooniliste sisaldus on suhteliselt suur, väheneb mõõtmise täpsus.
3) Võimsuse nurga testimise täpsuse ja kasutusmugavuse parandamiseks kasutage nüüd rohkem asendiandureid rootori asendisignaali tuvastamiseks ja seejärel faaside võrdlust lõpppinge lähenemisviisiga
Põhimõte on paigaldada mõõdetava püsimagnetiga sünkroonmootori võllile projitseeritud või peegeldunud fotoketas, kettale ühtlaselt jaotunud aukude arv või mustvalged markerid ja testitava sünkroonmootori pooluste paaride arv. . Kui ketas pöörleb koos mootoriga ühe pöörde, võtab fotoandur vastu p rootori asendi signaale ja genereerib p madalpingeimpulsse. Kui mootor töötab sünkroonselt, on selle rootori asendisignaali sagedus võrdne armatuuri klemmi pinge sagedusega ja selle faas peegeldab ergastava elektromotoorjõu faasi. Sünkroniseerimisimpulssi signaali võimendatakse vormimise, faasinihke ja testmootori armatuuri pinge abil faaside võrdlemiseks, et saada faasierinevus. Määratakse mootori tühikäigul faasierinevus θ1 (ligikaudne, et sel hetkel võimsusnurk θ = 0), kui koormus töötab, on faasierinevus θ2, siis mõõdetakse faasierinevust θ2 - θ1. püsimagneti sünkroonmootori koormuse võimsusnurga väärtus. Skemaatiline diagramm on näidatud joonisel 3.
Joonis 3 Võimsusnurga mõõtmise skemaatiline diagramm
Nagu fotoelektriline ketas ühtlaselt kaetud must ja valge märk on raskem, ja kui mõõdetud püsimagneti sünkroonmootori poolused samal ajal märgistus ketas ei saa olla ühised üksteisega. Lihtsuse huvides saab testida ka püsimagnetmootori ajamivõllil, mis on ümbritsetud musta teibiga, kaetud valge märgiga, peegeldava fotoelektrilise anduri valgusallikat, mida kiirgab lindi pinnale sellesse ringi kogunenud valgus. Sel moel saab iga pöörde mootor, fotoelektriline andur valgustundlikus transistoris tänu peegeldunud valgusele ja juhtivusele üks kord, mille tulemuseks on elektriline impulsssignaal, pärast võimendamist ja kujundamist, et saada võrdlussignaal E1. testmootori armatuuri mähise otsast mis tahes kahefaasilise pinge pingetrafo PT poolt madala pingeni, mis saadetakse pingekomparaatorisse, moodustub pingeimpulsi signaali U1 ristkülikukujulise faasi esindaja. U1 p-jaotuse sagedusega, faasivõrdlus, et saada võrdlus faasi ja faasi võrdlusseadme vahel. U1 p-jaotuse sagedusega, faasikomparaatori abil, et võrrelda selle faasierinevust signaaliga.
Ülaltoodud võimsusnurga mõõtmise meetodi puuduseks on see, et võimsusnurga saamiseks tuleks teha kahe mõõtmise erinevus. Kahe suuruse lahutamise vältimiseks ja täpsuse vähendamiseks on koormuse faasierinevuse θ2, U2 signaali ümberpööramise mõõtmisel mõõdetud faasierinevus θ2'=180 ° - θ2, võimsusnurk θ=180 ° - ( θ1 + θ2'), mis teisendab kaks suurust faasi lahutamisest liitmiseks. Faasikoguste diagramm on näidatud joonisel 4.
Joonis 4 Faaside liitmise meetodi põhimõte faasierinevuse arvutamiseks
Veel üks täiustatud meetod ei kasuta pinge ristkülikukujulise lainekuju signaali sagedusjaotust, vaid kasutab mikroarvutit, et samaaegselt salvestada signaali lainekuju, vastavalt sisendliidese kaudu, registreerida tühikäigupinge ja rootori asendi signaali lainekujud U0, E0, samuti koormuspinge ja rootori asend ristkülikukujulised lainekuju signaalid U1, E1 ja seejärel liigutada kahe salvestuse lainekujusid üksteise suhtes kuni kahe lainekujuni. pinge ristkülikukujulised lainekuju signaalid kattuvad täielikult, kui kahe rootori faaside erinevus Kahe rootori asendisignaali faasierinevus on võimsusnurk; või liigutage lainekuju kahe rootori asendi signaali lainekujud langevad kokku, siis on kahe pingesignaali faaside erinevus võimsusnurk.
Tuleb märkida, et püsimagneti sünkroonmootori tegelik koormuseta töö, võimsusnurk ei ole null, eriti väikeste mootorite puhul, kuna koormuseta ei tööta tühikäigukadu (sealhulgas staatori vase kadu, raua kadu, mehaaniline kadu, hajuv kadu) on suhteliselt suur, kui arvate, et tühikäigu võimsusnurk on null, põhjustab see võimsusnurga mõõtmisel suure vea, mida saab kasutada alalisvoolumootori olekus tööle panemiseks. mootorist, roolimise suund ja katsemootori juhtimine on kooskõlas alalisvoolumootori juhtimisega, alalisvoolumootor võib töötada samas olekus ja alalisvoolumootorit saab kasutada katsemootorina. See võib muuta alalisvoolumootori mootori olekus töötava, roolimise ja katsemootori juhtimise kooskõlas alalisvoolumootoriga, et tagada kogu katsemootori võlli kadu (sealhulgas rauakadu, mehaaniline kadu, kadu jne). Otsustusmeetod on see, et katsemootori sisendvõimsus võrdub staatori vase tarbimisega, st P1 = pCu, ning pinge ja voolu faasis. Seekord vastab mõõdetud θ1 nulli võimsusnurgale.
Kokkuvõte: selle meetodi eelised:
① Otsese koormuse meetodiga saab mõõta püsiseisundi küllastusinduktiivsust erinevatel koormusolekutel ja see ei nõua juhtimisstrateegiat, mis on intuitiivne ja lihtne.
Kuna mõõtmine toimub vahetult koormuse all, saab arvesse võtta küllastusefekti ja demagnetiseerimisvoolu mõju induktiivsuse parameetritele.
Selle meetodi puudused:
① Otsese koormuse meetod peab mõõtma korraga rohkem koguseid (kolmefaasiline pinge, kolmefaasiline vool, võimsusteguri nurk jne), võimsuse nurga mõõtmine on keerulisem ja katse täpsus igal suurusel on otsene mõju parameetrite arvutuste täpsusele ja kõikvõimalikud vead parameetritestis on kerged kogunema. Seetõttu tuleks parameetrite mõõtmiseks otsese koormuse meetodi kasutamisel pöörata tähelepanu veaanalüüsile ja valida katseinstrumendi suurem täpsus.
② Ergastuse elektromotoorjõu E0 väärtus selles mõõtmismeetodis asendatakse otseselt mootori klemmi pingega tühikäigul ja see lähendus toob kaasa ka omased vead. Kuna püsimagneti tööpunkt muutub koos koormusega, mis tähendab, et erinevatel staatorivooludel on püsimagneti läbilaskvus ja vootihedus erinev, seega on erinev ka tekkiv ergastav elektromotoorjõud. Sel viisil ei ole väga täpne asendada ergastavat elektromotoorjõudu koormuse tingimustes ergastava elektromotoorjõuga koormuseta.
Viited
[1] Tang Renyuan jt. Moodne püsimagnetmootorite teooria ja disain. Peking: Masinatööstuse Press. märts 2011
[2] JF Gieras, M. Wing. Püsimagnetmootorite tehnoloogia, disain ja rakendused, 2. väljaanne. New York: Marcel Dekker, 2002: 170-171
Autoriõigus: see artikkel on algse lingi WeChati avaliku numbri mootori peegi (电机极客) kordustrükkhttps://mp.weixin.qq.com/s/Swb2QnApcCWgbLlt9jMp0A
See artikkel ei esinda meie ettevõtte seisukohti. Kui teil on erinevaid arvamusi või vaateid, siis palun parandage meid!
Postitusaeg: 18. juuli 2024