Kejl tal-induttanza sinkronika ta' muturi b'kalamiti permanenti

I. L-iskop u s-sinifikat tal-kejl tal-induttanza sinkronika
(1)L-Għan tal-Kejl tal-Parametri tal-Induttanza Sinkronika (jiġifieri l-Induttanza tal-Assi Trasversali)
Il-parametri tal-induttanza AC u DC huma ż-żewġ parametri l-aktar importanti f'mutur sinkroniku b'kalamita permanenti. L-akkwist preċiż tagħhom huwa l-prerekwiżit u l-pedament għall-kalkolu tal-karatteristika tal-mutur, is-simulazzjoni dinamika u l-kontroll tal-veloċità. L-induttanza sinkronika tista' tintuża biex tikkalkula ħafna proprjetajiet ta' stat fiss bħall-fattur tal-qawwa, l-effiċjenza, it-torque, il-kurrent tal-armatura, il-qawwa u parametri oħra. Fis-sistema ta' kontroll ta' mutur b'kalamita permanenti li juża kontroll vettorjali, il-parametri tal-induttanza sinkronika huma involuti direttament fl-algoritmu tal-kontroll, u r-riżultati tar-riċerka juru li fir-reġjun manjetiku dgħajjef, l-ineżattezza tal-parametri tal-mutur tista' twassal għal tnaqqis sinifikanti fit-torque u l-qawwa. Dan juri l-importanza tal-parametri tal-induttanza sinkronika.
(2) Problemi li għandhom jiġu nnutati fil-kejl tal-induttanza sinkronika
Sabiex tinkiseb densità għolja ta' qawwa, l-istruttura tal-muturi sinkroniċi b'kalamiti permanenti ħafna drabi tkun iddisinjata biex tkun aktar kumplessa, u ċ-ċirkwit manjetiku tal-mutur ikun aktar saturat, li jirriżulta fil-parametru tal-induttanza sinkronika tal-mutur li jvarja mas-saturazzjoni taċ-ċirkwit manjetiku. Fi kliem ieħor, il-parametri jinbidlu bil-kundizzjonijiet operattivi tal-mutur, u l-parametri tal-induttanza sinkronika ma jistgħux jirriflettu b'mod preċiż in-natura tal-parametri tal-mutur meta l-kundizzjonijiet operattivi nominali tagħhom ikunu kompletament tajbin. Għalhekk, huwa meħtieġ li jitkejlu l-valuri tal-induttanza taħt kundizzjonijiet operattivi differenti.
2. metodi ta' kejl tal-induttanza sinkronika tal-mutur b'kalamita permanenti
Dan id-dokument jiġbor diversi metodi ta' kejl tal-induttanza sinkronika u jagħmel paragun u analiżi dettaljata tagħhom. Dawn il-metodi jistgħu jiġu kkategorizzati bejn wieħed u ieħor f'żewġ tipi ewlenin: test tat-tagħbija diretta u test statiku indirett. L-ittestjar statiku huwa maqsum aktar f'ittestjar statiku AC u ttestjar statiku DC. Illum, l-ewwel parti tal-"Metodi ta' Test tal-Induttur Sinkroniku" tagħna se tispjega l-metodu tat-test tat-tagħbija.

Il-letteratura [1] tintroduċi l-prinċipju tal-metodu tat-tagħbija diretta. Muturi b'kalamiti permanenti ġeneralment jistgħu jiġu analizzati bl-użu tat-teorija tar-reazzjoni doppja biex jiġi analizzat l-operazzjoni tat-tagħbija tagħhom, u d-dijagrammi tal-fażi tal-operazzjoni tal-ġeneratur u tal-mutur huma murija fil-Figura 1 hawn taħt. L-angolu tal-qawwa θ tal-ġeneratur huwa pożittiv b'E0 li jaqbeż U, l-angolu tal-fattur tal-qawwa φ huwa pożittiv b'I li jaqbeż U, u l-angolu tal-fattur tal-qawwa intern ψ huwa pożittiv b'E0 li jaqbeż I. L-angolu tal-qawwa θ tal-mutur huwa pożittiv b'U li jaqbeż E0, l-angolu tal-fattur tal-qawwa φ huwa pożittiv b'U li jaqbeż I, u l-angolu tal-fattur tal-qawwa intern ψ huwa pożittiv b'I li jaqbeż E0.

Fig. 1 Dijagramma tal-fażijiet tat-tħaddim ta' mutur sinkroniku b'kalamita permanenti
(a) Stat tal-ġeneratur (b) Stat tal-mutur

Skont din id-dijagramma tal-fażi jista' jinkiseb: meta l-mutur b'kalamita permanenti jaħdem b'tagħbija, il-forza elettromotiva ta' eċċitazzjoni mingħajr tagħbija mkejla E0, il-vultaġġ tat-terminal tal-armatura U, il-kurrent I, l-angolu tal-fattur tal-qawwa φ u l-angolu tal-qawwa θ, eċċ., jistgħu jinkisbu l-kurrent tal-armatura tal-assi dritta, il-komponent tal-assi trasversali Id = Isin (θ - φ) u Iq = Icos (θ - φ), allura Xd u Xq jistgħu jinkisbu mill-ekwazzjoni li ġejja:

Meta l-ġeneratur ikun qed jaħdem:

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

Meta l-mutur ikun qed jaħdem:

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

Il-parametri tal-istat fiss tal-muturi sinkroniċi b'kalamiti permanenti jinbidlu hekk kif jinbidlu l-kundizzjonijiet operattivi tal-mutur, u meta tinbidel il-kurrent tal-armatura, jinbidlu kemm Xd kif ukoll Xq. Għalhekk, meta tiddetermina l-parametri, kun żgur li tindika wkoll il-kundizzjonijiet operattivi tal-mutur. (L-ammont ta' kurrent alternanti u dirett tax-xaft jew kurrent tal-istator u l-angolu tal-fattur tal-qawwa intern)

Id-diffikultà ewlenija meta jitkejlu l-parametri induttivi bil-metodu tat-tagħbija diretta tinsab fil-kejl tal-angolu tal-qawwa θ. Kif nafu, hija d-differenza fl-angolu tal-fażi bejn il-vultaġġ tat-terminal tal-mutur U u l-forza elettromotiva tal-eċitazzjoni. Meta l-mutur ikun qed jaħdem b'mod stabbli, il-vultaġġ tat-tmiem jista' jinkiseb direttament, iżda E0 ma jistax jinkiseb direttament, għalhekk jista' jinkiseb biss b'metodu indirett biex jinkiseb sinjal perjodiku bl-istess frekwenza bħal E0 u differenza ta' fażi fissa biex tissostitwixxi E0 sabiex isir tqabbil tal-fażi mal-vultaġġ tat-tmiem.

Il-metodi indiretti tradizzjonali huma:
1) fl-islott tal-armatura tal-mutur li qed jiġi ttestjat, midfun il-pitch u l-coil oriġinali tal-mutur ta' diversi dawriet ta' wajer fin bħala coil tal-kejl, sabiex tinkiseb l-istess fażi mal-istralċ tal-mutur li qed jiġi ttestjat, is-sinjal ta' tqabbil tal-vultaġġ jista' jinkiseb permezz tat-tqabbil tal-angolu tal-fattur tal-qawwa.
2) Installa mutur sinkroniku fuq ix-xaft tal-mutur li qed jiġi ttestjat li huwa identiku għall-mutur li qed jiġi ttestjat. Il-metodu tal-kejl tal-fażi tal-vultaġġ [2], li se jiġi deskritt hawn taħt, huwa bbażat fuq dan il-prinċipju. Id-dijagramma tal-konnessjoni sperimentali hija murija fil-Figura 2. It-TSM huwa l-mutur sinkroniku b'kalamita permanenti li qed jiġi ttestjat, l-ASM huwa mutur sinkroniku identiku li huwa meħtieġ ukoll, il-PM huwa l-mutur ewlieni, li jista' jkun jew mutur sinkroniku jew mutur DC, B huwa l-brejk, u d-DBO huwa oxxilloskopju b'raġġ doppju. Il-fażijiet B u C tat-TSM u l-ASM huma konnessi mal-oxxilloskopju. Meta t-TSM ikun konness ma' provvista ta' enerġija bi tliet fażijiet, l-oxxilloskopju jirċievi s-sinjali VTSM u E0ASM. Minħabba li ż-żewġ muturi huma identiċi u jduru b'mod sinkroniku, il-potenzjal ta' wara mingħajr tagħbija tat-TSM tat-tester u l-potenzjal ta' wara mingħajr tagħbija tal-ASM, li jaġixxi bħala ġeneratur, E0ASM, huma fil-fażi. Għalhekk, l-angolu tal-qawwa θ, jiġifieri, id-differenza fil-fażi bejn VTSM u E0ASM jista' jitkejjel.

Fig. 2 Dijagramma tal-wajers sperimentali għall-kejl tal-angolu tal-qawwa

Dan il-metodu mhux użat komunement ħafna, prinċipalment minħabba li: ① fix-xaft tar-rotor immuntat mutur sinkroniku żgħir jew transformer rotatorju li jeħtieġ li jitkejjel il-mutur għandu żewġ truf tax-xaft imġebbda, li ħafna drabi jkun diffiċli li jsir. ② L-eżattezza tal-kejl tal-angolu tal-qawwa tiddependi ħafna fuq il-kontenut armoniku għoli tal-VTSM u l-E0ASM, u jekk il-kontenut armoniku huwa relattivament kbir, l-eżattezza tal-kejl titnaqqas.
3) Biex tittejjeb l-eżattezza tat-test tal-angolu tal-qawwa u l-faċilità tal-użu, issa qed jintużaw aktar sensuri tal-pożizzjoni biex jinstab is-sinjal tal-pożizzjoni tar-rotor, u mbagħad tqabbil tal-fażi mal-approċċ tal-vultaġġ tat-tmiem
Il-prinċipju bażiku huwa li jiġi installat diska fotoelettrika pproġettata jew riflessa fuq ix-xaft tal-mutur sinkroniku b'kalamita permanenti mkejjel, in-numru ta' toqob imqassma b'mod uniformi fuq id-diska jew markaturi suwed u bojod u n-numru ta' pari ta' poli tal-mutur sinkroniku li qed jiġi ttestjat. Meta d-diska ddur dawra waħda mal-mutur, is-senser fotoelettriku jirċievi p sinjali tal-pożizzjoni tar-rotor u jiġġenera p impulsi ta' vultaġġ baxx. Meta l-mutur ikun qed jaħdem b'mod sinkroniku, il-frekwenza ta' dan is-sinjal tal-pożizzjoni tar-rotor hija ugwali għall-frekwenza tal-vultaġġ tat-terminal tal-armatura, u l-fażi tiegħu tirrifletti l-fażi tal-forza elettromotiva tal-eċitazzjoni. Is-sinjal tal-impuls tas-sinkronizzazzjoni jiġi amplifikat permezz tal-iffurmar, il-fażi mċaqalqa u l-vultaġġ tal-armatura tal-mutur tat-test għat-tqabbil tal-fażi biex tinkiseb id-differenza fil-fażi. Issettjata meta l-mutur ikun qed jaħdem mingħajr tagħbija, id-differenza fil-fażi hija θ1 (approssimattivament f'dan il-ħin l-angolu tal-qawwa θ = 0), meta t-tagħbija tkun qed taħdem, id-differenza fil-fażi hija θ2, allura d-differenza fil-fażi θ2 - θ1 hija l-valur tal-angolu tal-qawwa tat-tagħbija tal-mutur sinkroniku b'kalamita permanenti mkejjel. Id-dijagramma skematika hija murija fil-Figura 3.

Fig. 3 Dijagramma skematika tal-kejl tal-angolu tal-qawwa

Bħal fil-każ ta' diska fotoelettrika miksija b'mod uniformi b'marka sewda u bajda, huwa aktar diffiċli li timmarka d-diska meta l-poli tal-mutur sinkroniku b'kalamita permanenti mkejla ma jistgħux ikunu komuni ma' xulxin. Għal sempliċità, jista' wkoll jiġi ttestjat li x-xaft tas-sewqan tal-mutur b'kalamita permanenti jkun imgeżwer f'ċirku ta' tejp iswed, miksi b'marka bajda, u s-sors tad-dawl tas-senser fotoelettriku riflettiv joħroġ mid-dawl miġbur f'dan iċ-ċirku fuq il-wiċċ tat-tejp. B'dan il-mod, kull dawra tal-mutur, is-senser fotoelettriku fit-transistor fotosensittiv jirċievi dawl rifless u konduttiv darba, li jirriżulta f'sinjal ta' impuls elettriku. Wara l-amplifikazzjoni u l-iffurmar, jinkiseb sinjal ta' tqabbil E1. Mit-tarf tal-istralċ tal-armatura tal-mutur tat-test, kwalunkwe vultaġġ b'żewġ fażijiet jinżel mit-transformer tal-vultaġġ PT għal vultaġġ baxx, u jintbagħat lill-komparatur tal-vultaġġ, u jifforma sinjal ta' impuls tal-vultaġġ U1 rappreżentattiv tal-fażi rettangolari. U1 jiġi mqabbel mal-frekwenza tad-diviżjoni p u l-komparatur tal-fażi biex jinkiseb tqabbil bejn il-fażi u l-komparatur tal-fażi. U1 bil-frekwenza tad-diviżjoni p, bil-komparatur tal-fażi biex titqabbel id-differenza fil-fażi tagħha mas-sinjal.
In-nuqqas tal-metodu ta' kejl tal-angolu tal-qawwa ta' hawn fuq huwa li d-differenza bejn iż-żewġ kejlijiet għandha ssir biex jinkiseb l-angolu tal-qawwa. Sabiex jiġi evitat li ż-żewġ kwantitajiet jitnaqqsu u titnaqqas l-eżattezza, fil-kejl tad-differenza fil-fażi tat-tagħbija θ2, it-treġġigħ lura tas-sinjal U2, id-differenza fil-fażi mkejla hija θ2'=180° - θ2, l-angolu tal-qawwa θ=180° - (θ1 + θ2'), li jikkonverti ż-żewġ kwantitajiet mit-tnaqqis tal-fażi għall-addizzjoni. Id-dijagramma tal-kwantità tal-fażi hija murija fil-Fig. 4.

Fig. 4 Prinċipju tal-metodu taż-żieda tal-fażi għall-kalkolu tad-differenza fil-fażi

Metodu ieħor imtejjeb ma jużax id-diviżjoni tal-frekwenza tas-sinjal tal-forma tal-mewġa rettangolari tal-vultaġġ, iżda juża mikrokompjuter biex jirreġistra simultanjament il-forma tal-mewġa tas-sinjal, rispettivament, permezz tal-interface tad-dħul, jirreġistra l-forom tal-mewġa tas-sinjal tal-vultaġġ mingħajr tagħbija u l-pożizzjoni tar-rotor U0, E0, kif ukoll il-forom tal-mewġa rettangolari tal-vultaġġ tat-tagħbija u l-pożizzjoni tar-rotor U1, E1, u mbagħad iċċaqlaq il-forom tal-mewġa taż-żewġ reġistrazzjonijiet relattivament ma' xulxin sakemm il-forom tal-mewġa taż-żewġ sinjali tal-forma tal-mewġa rettangolari tal-vultaġġ ikunu kompletament sovrapposti, meta d-differenza fil-fażi bejn iż-żewġ rotors Id-differenza fil-fażi bejn iż-żewġ sinjali tal-pożizzjoni tar-rotor hija l-angolu tal-qawwa; jew iċċaqlaq il-forma tal-mewġa biex iż-żewġ forom tal-mewġa tas-sinjal tal-pożizzjoni tar-rotor jikkoinċidu, allura d-differenza fil-fażi bejn iż-żewġ sinjali tal-vultaġġ hija l-angolu tal-qawwa.
Ta' min jinnota li l-operazzjoni attwali mingħajr tagħbija ta' mutur sinkroniku b'kalamita permanenti, l-angolu tal-qawwa mhuwiex żero, speċjalment għal muturi żgħar, minħabba t-telf mingħajr tagħbija fl-operazzjoni mingħajr tagħbija (inkluż telf tar-ram tal-istator, telf tal-ħadid, telf mekkaniku, telf mitluf) huwa relattivament kbir, jekk taħseb li l-angolu tal-qawwa mingħajr tagħbija huwa żero, dan jikkawża żball kbir fil-kejl tal-angolu tal-qawwa, li jista' jintuża biex jagħmel il-mutur DC jaħdem fl-istat tal-mutur, id-direzzjoni tal-istering u l-istering tal-mutur tat-test konsistenti, mal-istering tal-mutur DC, il-mutur DC jista' jaħdem fl-istess stat, u l-mutur DC jista' jintuża bħala mutur tat-test. Dan jista' jagħmel il-mutur DC jaħdem fl-istat tal-mutur, l-istering u l-istering tal-mutur tat-test konsistenti mal-mutur DC biex jipprovdi t-telf kollu tax-xaft tal-mutur tat-test (inkluż telf tal-ħadid, telf mekkaniku, telf mitluf, eċċ.). Il-metodu ta' ġudizzju huwa li l-qawwa tad-dħul tal-mutur tat-test hija ugwali għall-konsum tar-ram tal-istator, jiġifieri, P1 = pCu, u l-vultaġġ u l-kurrent fil-fażi. Din id-darba t-θ1 imkejjel jikkorrispondi għall-angolu tal-qawwa ta' żero.
Sommarju: il-vantaġġi ta’ dan il-metodu:
① Il-metodu tat-tagħbija diretta jista' jkejjel l-induttanza tas-saturazzjoni fi stat stabbli taħt diversi stati ta' tagħbija, u ma jeħtieġx strateġija ta' kontroll, li hija intuwittiva u sempliċi.
Minħabba li l-kejl isir direttament taħt tagħbija, l-effett tas-saturazzjoni u l-influwenza tal-kurrent tad-demagnetizzazzjoni fuq il-parametri tal-induttanza jistgħu jitqiesu.
Żvantaġġi ta' dan il-metodu:
① Il-metodu tat-tagħbija diretta jeħtieġ li jkejjel aktar kwantitajiet fl-istess ħin (vultaġġ bi tliet fażijiet, kurrent bi tliet fażijiet, angolu tal-fattur tal-qawwa, eċċ.), il-kejl tal-angolu tal-qawwa huwa aktar diffiċli, u l-eżattezza tat-test ta' kull kwantità għandha impatt dirett fuq l-eżattezza tal-kalkolu tal-parametri, u kull tip ta' żball fit-test tal-parametri huwa faċli biex jakkumula. Għalhekk, meta jintuża l-metodu tat-tagħbija diretta biex jitkejlu l-parametri, għandha tingħata attenzjoni lill-analiżi tal-iżbalji, u tagħżel preċiżjoni ogħla tal-istrument tat-test.
② Il-valur tal-forza elettromotiva tal-eċitazzjoni E0 f'dan il-metodu ta' kejl huwa sostitwit direttament mill-vultaġġ tat-terminal tal-mutur mingħajr tagħbija, u din l-approssimazzjoni ġġib magħha wkoll żbalji inerenti. Minħabba li l-punt tat-tħaddim tal-kalamita permanenti jinbidel mat-tagħbija, li jfisser li f'kurrenti differenti tal-istator, il-permeabilità u d-densità tal-fluss tal-kalamita permanenti huma differenti, għalhekk il-forza elettromotiva tal-eċitazzjoni li tirriżulta hija wkoll differenti. B'dan il-mod, mhuwiex preċiż ħafna li l-forza elettromotiva tal-eċitazzjoni taħt kundizzjoni ta' tagħbija tiġi sostitwita bil-forza elettromotiva tal-eċitazzjoni mingħajr tagħbija.
Referenzi
[1] Tang Renyuan et al. Teorija u disinn ta' muturi b'kalamita permanenti moderni. Beijing: Machinery Industry Press. Marzu 2011
[2] JF Gieras, M. Wing. Teknoloġija, Disinn u Applikazzjonijiet ta' Muturi b'Kalamiti Permanenti, it-2 edizzjoni. New York: Marcel Dekker, 2002:170~171
Drittijiet tal-awtur: Dan l-artiklu huwa stampar mill-ġdid tal-WeChat public number motor peek(电机极客), il-link oriġinalihttps://mp.weixin.qq.com/s/Swb2QnApcCWgbLlt9jMp0A

Dan l-artiklu ma jirrappreżentax il-fehmiet tal-kumpanija tagħna. Jekk għandek opinjonijiet jew fehmiet differenti, jekk jogħġbok ikkoreġina!