Nagy sebességű motorokegyre nagyobb figyelmet kapnak nyilvánvaló előnyeik miatt, mint például a nagy teljesítménysűrűség, a kis méret és súly, valamint a nagy munkahatékonyság.A hatékony és stabil hajtásrendszer a kulcs a kiváló teljesítmény teljes kihasználásáhoznagy sebességű motorok.Ez a cikk elsősorban a nehézségeket elemzinagy sebességű motorhajtástechnológiát a vezérlési stratégia, a sarokbecslés és a teljesítménytopológia tervezési szempontjaiból, valamint összefoglalja az aktuális hazai és külföldi kutatási eredményeket.Ezt követően összefoglalja és kilátásba helyezi a fejlődési tendenciátnagy sebességű motorhajtástechnika.
02. rész Kutatási tartalom
Nagy sebességű motorokszámos előnnyel rendelkeznek, mint például a nagy teljesítménysűrűség, a kis térfogat és súly, valamint a nagy munkahatékonyság.Széles körben használják olyan területeken, mint a repülőgépipar, a honvédelem és biztonság, a termelés és a mindennapi élet, és ma már szükséges kutatási tartalom és fejlesztési irány.A nagy sebességű terhelésű alkalmazásokban, mint például az elektromos orsók, turbógépek, mikro gázturbinák és lendkerekes energiatárolók, a nagy sebességű motorok alkalmazásával közvetlen hajtási szerkezet érhető el, kiküszöbölhetők a változó sebességű eszközök, jelentősen csökkenthető a térfogat, súly és karbantartási költségek , miközben jelentősen javítja a megbízhatóságot, és rendkívül széles alkalmazási kilátásokkal rendelkezik.Nagy sebességű motorokáltalában 10 kr/perc-et meghaladó sebességekre vagy 1 ×-et meghaladó nehézségi értékekre (a sebesség és a teljesítmény négyzetgyökének szorzatára) vonatkoznak. A 105-ös motor az 1. ábrán látható, amely a nagy sebességű motorok néhány reprezentatív prototípusának idevágó adatait hasonlítja össze hazai viszonylatban. és nemzetközileg.Az 1. ábrán a szaggatott vonal 1 × 105 nehézségi szint stb
1,Nehézségek a nagy sebességű motoros hajtástechnikában
1. Rendszerstabilitási problémák magas alapfrekvenciákon
Ha a motor magas működési alapfrekvenciás állapotban van, olyan korlátozások miatt, mint az analóg-digitális átalakítási idő, a digitális vezérlő algoritmus végrehajtási ideje és az inverter kapcsolási frekvenciája, a nagy sebességű motoros hajtásrendszer vivőfrekvenciája viszonylag alacsony. , ami a motor működési teljesítményének jelentős csökkenését eredményezi.
2. A nagy pontosságú forgórész helyzetbecslés problémája alapfrekvenciában
Nagy sebességű működés során a forgórész helyzetének pontossága döntő fontosságú a motor működési teljesítménye szempontjából.A mechanikus helyzetérzékelők alacsony megbízhatósága, nagy mérete és magas költsége miatt az érzékelő nélküli algoritmusokat gyakran alkalmazzák a nagy sebességű motorvezérlő rendszerekben.Magas működési alapfrekvencia-körülmények között azonban a helyzetérzékelő nélküli algoritmusok alkalmazása érzékeny az olyan nem ideális tényezőkre, mint az inverter nemlinearitása, térharmonikusok, hurokszűrők és induktivitás-paraméter-eltérések, ami jelentős rotorhelyzet-becslési hibákat eredményez.
3. Fodrozódás elnyomása nagy sebességű motoros hajtásrendszerekben
A nagy sebességű motorok kis induktivitása elkerülhetetlenül a nagy áramhullámok problémájához vezet.A nagy áramingadozás okozta további rézveszteség, vasveszteség, nyomaték hullámzás és vibrációs zaj nagymértékben növelheti a nagy sebességű motorrendszerek veszteségeit, csökkentheti a motor teljesítményét, és a nagy vibrációs zaj okozta elektromágneses interferencia felgyorsíthatja a motor öregedését. sofőr.A fenti problémák nagymértékben befolyásolják a nagy sebességű motoros hajtásrendszerek teljesítményét, és az alacsony veszteségű hardveráramkörök optimalizálása kulcsfontosságú a nagy sebességű motoros hajtásrendszerek számára.Összefoglalva, a nagy sebességű motoros hajtásrendszer tervezése több tényező átfogó figyelembevételét igényli, beleértve az áramhurok csatolását, a rendszer késleltetését, a paraméterhibákat és a műszaki nehézségeket, például az áram hullámzásának elnyomását.Ez egy rendkívül összetett folyamat, amely magas követelményeket támaszt a vezérlési stratégiákkal, a rotor helyzetbecslési pontosságával és a teljesítmény topológia tervezésével szemben.
2、 Vezérlési stratégia nagy sebességű motoros meghajtórendszerhez
1. Nagy sebességű motorvezérlő rendszer modellezése
Nem hagyható figyelmen kívül a nagy sebességű motoros hajtásrendszerekben a magas működési alapfrekvencia és az alacsony vivőfrekvencia arány jellemzői, valamint a motorcsatolás és a késleltetés hatása a rendszerre.Ezért a fenti két fő tényezőt figyelembe véve a nagy sebességű motoros hajtásrendszerek rekonstrukciójának modellezése és elemzése a kulcsa a nagy sebességű motorok menetteljesítményének további javításának.
2. Szétkapcsolási vezérlési technológia nagy sebességű motorokhoz
A nagy teljesítményű motoros hajtásrendszerekben a legszélesebb körben használt technológia a FOC vezérlés.A magas működési alapfrekvencia okozta súlyos csatolási problémára válaszul a fő kutatási irány jelenleg a szétcsatolási szabályozási stratégiák.A jelenleg vizsgált lecsatolási szabályozási stratégiák főként modell alapú szétcsatolási vezérlési stratégiákra, zavarkompenzáció alapú szétcsatolási vezérlési stratégiákra és komplex vektorszabályozó alapú szétcsatolási vezérlési stratégiákra oszthatók.A modell alapú leválasztási vezérlési stratégiák főként előrecsatolt szétkapcsolást és visszacsatolásos lekapcsolást foglalnak magukban, de ez a stratégia érzékeny a motorparaméterekre, és nagy paraméterhibák esetén akár a rendszer instabilitásához is vezethet, és nem tudja elérni a teljes szétkapcsolást.A gyenge dinamikus szétválasztási teljesítmény korlátozza az alkalmazási tartományt.Az utóbbi két szétválasztási vezérlési stratégia jelenleg a kutatási hotspot.
3. Késleltetés kompenzációs technológia nagy sebességű motorrendszerekhez
A szétkapcsoló vezérlési technológia hatékonyan tudja megoldani a nagy sebességű motoros hajtásrendszerek csatolási problémáját, de a késleltetés által bevezetett késleltetési kapcsolat továbbra is fennáll, ezért a rendszerkésleltetés hatékony aktív kompenzálására van szükség.Jelenleg két fő aktív kompenzációs stratégia létezik a rendszerkésleltetésre: a modellalapú kompenzációs stratégiák és a modellfüggetlen kompenzációs stratégiák.
03. rész Kutatási következtetés
A jelenlegi kutatási eredmények alapjánnagy sebességű motorAz akadémiai közösség hajtástechnikája, a meglévő problémákkal kombinálva, a nagysebességű motorok fejlesztési és kutatási irányai főként a következőket foglalják magukban: 1) kutatás a nagy alapfrekvenciás áram és az aktív kompenzációs késleltetéssel kapcsolatos kérdések precíz előrejelzésére;3) Nagy sebességű motorok nagy dinamikus teljesítményű vezérlő algoritmusainak kutatása;4) Kutatás a sarokpozíció pontos becslésére és a teljes fordulatszámú tartomány rotor helyzetbecslési modelljére ultra nagy sebességű motorokhoz;5) Kutatás a nagy sebességű motorhelyzet-becslési modellek hibáinak teljes kompenzációs technológiájáról;6) Kutatás a nagyfrekvenciás és nagy sebességű motorteljesítmény-topológia nagy veszteségéről.
Feladás időpontja: 2023.10.24