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 terhelési alkalmazásokban, mint például az elektromos orsók, turbógépek, mikro gázturbinák és lendkerekes energiatárolók, a nagy sebességű motorok alkalmazásával közvetlen hajtási szerkezet érhető el, kiküszöbölhető a változó sebességű eszközök, jelentősen csökkenthető a térfogat, súly és karbantartási költségek , miközben jelentősen javítja a megbízhatóságot, és rendkívül széles körű 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
Amikor 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 üzemben 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, a térharmonikusok, a hurokszűrők és az induktivitás paramétereinek eltérései, ami jelentős rotorpozícióbecslési 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 szétcsatolást és visszacsatolásos szétkapcsolást 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 hajtástechnológiája, 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
