Nagy sebességű motorokegyre nagyobb figyelmet kapnak nyilvánvaló előnyeik, mint például a nagy teljesítménysűrűség, a kis méret és súly, valamint a magas munkahatékonyság miatt. A hatékony és stabil hajtásrendszer kulcsfontosságú a kiváló teljesítmény teljes kihasználásához.nagy sebességű motorokEz a cikk főként a következő nehézségeket elemzi:nagy sebességű motorhajtástechnológiát vizsgál a vezérlési stratégia, a sarokbecslés és a teljesítmény topológia tervezésének szempontjából, és összefoglalja a jelenlegi hazai és külföldi kutatási eredményeket. Ezt követően összefoglalja és előrevetíti a fejlesztési trendeket.nagy sebességű motorhajtástechnika.
2. rész Kutatási tartalom
Nagy sebességű motorokSzámos előnnyel rendelkeznek, mint például a nagy teljesítménysűrűség, a kis térfogat és súly, valamint a magas munkahatékonyság. Széles körben használják olyan területeken, mint a repülőgépipar, a nemzetvédelem és biztonság, a gyártás és a mindennapi élet, és ma is szükséges kutatási tartalmak és fejlesztési irányok. Nagy sebességű terhelésű alkalmazásokban, mint például az elektromos orsók, turbógépek, mikro gázturbinák és lendkerék-energiatárolás, a nagy sebességű motorok alkalmazása közvetlen hajtásszerkezetet érhet el, kiküszöbölheti a változtatható sebességű eszközöket, jelentősen csökkentheti a térfogatot, a súlyt és a karbantartási költségeket, miközben jelentősen javítja a megbízhatóságot, és rendkívül széleskörű alkalmazási lehetőségekkel rendelkezik.Nagy sebességű motorokáltalában 10 kr/perc feletti sebességre vagy 1 × 105-ös nehézségi szintre (a sebesség és a teljesítmény négyzetgyökének szorzata) utalnak. A 105-ös motort az 1. ábra mutatja, amely összehasonlítja a nagysebességű motorok néhány reprezentatív prototípusának releváns adatait mind belföldön, mind nemzetközi szinten. Az 1. ábrán a szaggatott vonal az 1 × 105-ös nehézségi szintet jelöli stb.
1,Nehézségek a nagysebességű motorhajtás-technológiában
1. Rendszerstabilitási problémák magas alapfrekvenciákon
Amikor a motor magas üzemi alapfrekvenciás állapotban van, az olyan korlátozások miatt, mint az analóg-digitális átalakítási idő, a digitális vezérlő algoritmus végrehajtási ideje és az inverter kapcsolási frekvenciája, a nagysebességű motorhajtás-rendszer vivőfrekvenciája viszonylag alacsony, ami a motor üzemi teljesítményének jelentős csökkenését eredményezi.
2. A nagy pontosságú rotorpozíció-becslés problémája alapfrekvencián
Nagy sebességű működés során a rotor pozíciójának pontossága kulcsfontosságú a motor működési teljesítménye szempontjából. A mechanikus helyzetérzékelők alacsony megbízhatósága, nagy mérete és magas költsége miatt a nagy sebességű motorvezérlő rendszerekben gyakran használnak érzékelő nélküli algoritmusokat. Magas működési alapfrekvenciás körülmények között azonban a helyzetérzékelő nélküli algoritmusok használata érzékeny a nem ideális tényezőkre, mint például az inverter nemlinearitása, a térbeli harmonikusok, a hurokszűrők és az induktivitási paraméterek eltérései, ami jelentős rotorpozíció-becslési hibákat eredményez.
3. Hullámzáscsillapítás nagysebességű motoros hajtásrendszerekben
A nagy sebességű motorok kis induktivitása elkerülhetetlenül a nagy áramingadozás problémájához vezet. A nagy áramingadozás okozta további rézveszteség, vasveszteség, nyomatékingadozás és rezgési zaj jelentősen növelheti a nagy sebességű motorrendszerek veszteségeit, csökkentheti a motor teljesítményét, és a nagy rezgési zaj okozta elektromágneses interferencia felgyorsíthatja a meghajtó öregedését. A fenti problémák nagymértékben befolyásolják a nagy sebességű motorhajtási rendszerek teljesítményét, és az alacsony veszteségű hardver áramkörök optimalizált tervezése kulcsfontosságú a nagy sebességű motorhajtási rendszerek esetében. Összefoglalva, egy nagy sebességű motorhajtási rendszer tervezése több tényező átfogó figyelembevételét igényli, beleértve az áramhurok csatolását, a rendszer késleltetését, a paraméterhibákat és a technikai nehézségeket, mint például az áramingadozás elnyomása. Ez egy rendkívül összetett folyamat, amely magas követelményeket támaszt a vezérlési stratégiákkal, a rotorpozíció-becslés pontosságával és a teljesítmény topológia tervezésével szemben.
2. Nagysebességű motoros hajtásrendszer vezérlési stratégiája
1. Nagysebességű motorvezérlő rendszer modellezése
A nagysebességű motoros hajtásrendszerek magas működési alapfrekvenciájának és alacsony vivőfrekvencia-viszonyának jellemzői, valamint a motorcsatolás és a késleltetés rendszerre gyakorolt hatása nem hagyható figyelmen kívül. Ezért a fenti két fő tényező figyelembevételével a nagysebességű motoros hajtásrendszerek rekonstrukciójának modellezése és elemzése kulcsfontosságú a nagysebességű motorok hajtási teljesítményének további javításához.
2. Szétválasztási vezérlési technológia nagysebességű motorokhoz
A nagy teljesítményű motoros hajtásrendszerekben a legszélesebb körben használt technológia a FOC vezérlés. A magas üzemi alapfrekvencia okozta komoly csatolási problémára válaszul a jelenlegi fő kutatási irány a szétválasztási szabályozási stratégiák. A jelenleg vizsgált szétválasztási szabályozási stratégiák főként modellalapú szétválasztási szabályozási stratégiákra, zavarkompenzáción alapuló szétválasztási szabályozási stratégiákra és komplex vektorszabályozón alapuló szétválasztási szabályozási stratégiákra oszthatók. A modellalapú szétválasztási szabályozási stratégiák főként előrecsatolt szétválasztást és visszacsatolt szétválasztást tartalmaznak, de ez a stratégia érzékeny a motorparaméterekre, és nagy paraméterhibák esetén akár a rendszer instabilitásához is vezethet, és nem képes teljes szétválasztást elérni. A gyenge dinamikus szétválasztási teljesítmény korlátozza az alkalmazási körét. Az utóbbi két szétválasztási szabályozási stratégia jelenleg a kutatás gócpontjai közé tartozik.
3. Késleltetéskompenzációs technológia nagysebességű motorrendszerekhez
A szétválasztásos szabályozási technológia hatékonyan megoldhatja a nagysebességű motoros hajtásrendszerek csatolási problémáját, de a késleltetés által bevezetett késleltetési kapcsolat továbbra is fennáll, ezért hatékony aktív kompenzációra van szükség a rendszer késleltetéséhez. Jelenleg két fő aktív kompenzációs stratégia létezik a rendszer késleltetésére: a modellalapú kompenzációs stratégiák és a modellfüggetlen kompenzációs stratégiák.
03. rész Kutatási következtetés
A jelenlegi kutatási eredmények alapjánnagy sebességű motorAz akadémiai közösségben tapasztalható hajtástechnológia, a meglévő problémákkal együtt, a nagysebességű motorok fejlesztési és kutatási irányai főként a következők: 1) a nagy alapfrekvenciás áram pontos előrejelzésére és az aktív kompenzációs késleltetéssel kapcsolatos kérdések kutatása; 3) nagysebességű motorok nagy dinamikus teljesítményű szabályozó algoritmusainak kutatása; 4) ultra nagysebességű motorok sarokpozíciójának és teljes sebességtartományú rotorpozíció-becslési modelljének pontos becslésére irányuló kutatás; 5) a nagysebességű motorpozíció-becslési modellek hibáinak teljes kompenzációs technológiájára irányuló kutatás; 6) a nagysebességű motorok teljesítménytopológiájának nagyfrekvenciás és nagy veszteségű működésére vonatkozó kutatás.
Közzététel ideje: 2023. október 24.
