I. Sinxron induktivliyin ölçülməsinin məqsədi və əhəmiyyəti
(1)Sinxron Endüktansın Parametrlərinin Ölçülmə Məqsədi (yəni Çarpaz ox İndüktansı)
AC və DC endüktans parametrləri daimi maqnitli sinxron mühərrikdə ən vacib iki parametrdir. Onların dəqiq alınması motor xüsusiyyətlərinin hesablanması, dinamik simulyasiya və sürətə nəzarət üçün ilkin şərt və əsasdır. Sinxron endüktans güc faktoru, səmərəlilik, fırlanma momenti, armatur cərəyanı, güc və digər parametrlər kimi bir çox sabit vəziyyət xüsusiyyətlərini hesablamaq üçün istifadə edilə bilər. Vektor nəzarətindən istifadə edən daimi maqnit mühərrikinin idarəetmə sistemində sinxron induktor parametrləri birbaşa idarəetmə alqoritmində iştirak edir və tədqiqat nəticələri göstərir ki, zəif maqnit bölgəsində mühərrik parametrlərinin qeyri-dəqiqliyi fırlanma momentinin əhəmiyyətli dərəcədə azalmasına səbəb ola bilər. və güc. Bu, sinxron induktor parametrlərinin əhəmiyyətini göstərir.
(2) Sinxron endüktansın ölçülməsində qeyd edilməli olan problemlər
Yüksək güc sıxlığı əldə etmək üçün daimi maqnitli sinxron mühərriklərin strukturu çox vaxt daha mürəkkəb olması üçün nəzərdə tutulmuşdur və mühərrikin maqnit dövrəsi daha çox doymuş olur, bu da mühərrikin sinxron endüktans parametrinin doyma səviyyəsi ilə dəyişməsi ilə nəticələnir. maqnit dövrəsi. Başqa sözlə, parametrlər motorun işləmə şərtləri ilə dəyişəcək, nominal iş şərtləri ilə tamamilə sinxron endüktans parametrləri motor parametrlərinin təbiətini dəqiq əks etdirə bilməz. Buna görə də, müxtəlif iş şəraitində endüktans dəyərlərini ölçmək lazımdır.
2.daimi maqnit mühərrikinin sinxron endüktansının ölçülməsi üsulları
Bu məqalə sinxron endüktansın ölçülməsinin müxtəlif üsullarını toplayır və onların ətraflı müqayisəsini və təhlilini aparır. Bu üsulları təxminən iki əsas növə bölmək olar: birbaşa yük testi və dolayı statik sınaq. Statik sınaq daha sonra AC statik sınaq və DC statik sınaqlara bölünür. Bu gün "Sinxron İndüktör Test Metodlarımız" ın ilk hissəsi yük test metodunu izah edəcəkdir.
Ədəbiyyat [1] birbaşa yükləmə metodu prinsipini təqdim edir. Daimi maqnit mühərrikləri adətən ikiqat reaksiya nəzəriyyəsindən istifadə etməklə onların yüklə işləməsini təhlil etmək yolu ilə təhlil edilə bilər və generator və mühərrik işinin faza diaqramları aşağıdakı Şəkil 1-də göstərilmişdir. Generatorun güc bucağı θ E0 U-dan çox olduqda müsbət, güc əmsalı bucağı φ I U-dan çox olduqda və daxili güc amili bucağı ψ E0 I-dən çox olduqda müsbətdir. Mühərrikin güc bucağı θ müsbətdir. U E0-dən çox olduqda, güc əmsalı bucağı φ U I-dən çox olduqda müsbət, daxili güc amil bucağı ψ isə E0-dən çox olduqda müsbətdir.
Şəkil 1 Daimi maqnit sinxron mühərrik işinin faza diaqramı
(a) Generator vəziyyəti (b) Motor vəziyyəti
Bu faza diaqramına uyğun olaraq əldə edilə bilər: daimi maqnit mühərrik yükü işlədikdə, ölçülən yüksüz həyəcanlandırma elektromotor qüvvəsi E0, armaturun terminal gərginliyi U, cərəyan I, güc amili bucağı φ və güc bucağı θ və s., armatur əldə edilə bilər. düz oxun cərəyanı, çarpaz ox komponenti Id = Isin (θ - φ) və Iq = Icos (θ - φ), onda Xd və Xq aşağıdakı tənlikdən əldə edilə bilər:
Generator işləyərkən:
Xd=[E0-Ucosθ-IR1cos(θ-φ)]/İd (1)
Xq=[Usinθ+IR1sin(θ-φ)]/Iq (2)
Motor işləyərkən:
Xd=[E0-Ucosθ+IR1cos(θ-φ)]/İd (3)
Xq=[Usinθ-IR1sin(θ-φ)]/Iq (4)
Daimi maqnitli sinxron mühərriklərin sabit vəziyyət parametrləri mühərrikin iş şəraiti dəyişdikcə dəyişir və armatur cərəyanı dəyişdikdə həm Xd, həm də Xq dəyişir. Buna görə, parametrləri təyin edərkən, motorun iş şəraitini də göstərməyi unutmayın. (Dəyişən və birbaşa mil cərəyanının və ya stator cərəyanının miqdarı və daxili güc amili bucağı)
Birbaşa yükləmə üsulu ilə induktiv parametrlərin ölçülməsi zamanı əsas çətinlik θ güc bucağının ölçülməsindədir. Bildiyimiz kimi, bu, motorun terminal gərginliyi U ilə həyəcan elektromotor qüvvəsi arasındakı faza bucağı fərqidir. Mühərrik sabit işləyərkən, son gərginlik birbaşa əldə edilə bilər, lakin E0 birbaşa əldə edilə bilməz, buna görə də E0 ilə eyni tezlikdə dövri siqnal və əvəz etmək üçün sabit faza fərqi əldə etmək üçün yalnız dolayı üsulla əldə edilə bilər. Son gərginliklə faza müqayisəsini aparmaq üçün E0.
Ənənəvi dolayı üsullar bunlardır:
1) sınaq altındakı mühərrikin armatur yuvasında basdırılmış addım və mühərrikin orijinal sarğısı ilə sınaq gərginliyi müqayisə siqnalı altında mühərrik sarğı ilə eyni faza əldə etmək üçün ölçmə bobini kimi bir neçə növbəli incə məftil, müqayisə yolu ilə güc amili bucağı əldə edilə bilər.
2) Sınaq edilən motorun şaftına sınaqdan keçirilən motorla eyni olan sinxron mühərrik quraşdırın. Aşağıda təsvir ediləcək gərginlik fazasının ölçülməsi üsulu [2] bu prinsipə əsaslanır. Eksperimental əlaqə diaqramı Şəkil 2-də göstərilmişdir. TSM sınaqdan keçirilən daimi maqnitli sinxron mühərrikdir, ASM əlavə olaraq tələb olunan eyni sinxron mühərrikdir, PM əsas hərəkətvericidir və ya sinxron mühərrik və ya DC ola bilər. motor, B əyləc, DBO isə ikili şüa osiloskopudur. TSM və ASM-nin B və C fazaları osiloskopa bağlıdır. TSM üç fazalı enerji təchizatı ilə birləşdirildikdə, osiloskop VTSM və E0ASM siqnallarını alır. çünki iki mühərrik eynidir və sinxron fırlanır, test cihazının TSM-nin yüksüz arxa potensialı və generator kimi çıxış edən ASM-nin yüksüz arxa potensialı E0ASM fazadadır. Buna görə də, güc bucağı θ, yəni VTSM və E0ASM arasındakı faza fərqi ölçülə bilər.
Şəkil 2 Güc bucağının ölçülməsi üçün eksperimental naqil diaqramı
Bu üsul çox tez-tez istifadə edilmir, əsasən: ① rotor şaftında quraşdırılmış kiçik sinxron mühərrik və ya fırlanan transformatorun ölçülməsi tələb olunan mühərrikin iki şaft uzanmış ucu var, bunu etmək çox vaxt çətindir. ② Güc bucağının ölçülməsinin dəqiqliyi əsasən VTSM və E0ASM-in yüksək harmonik məzmunundan asılıdır və harmonik məzmun nisbətən böyükdürsə, ölçmənin dəqiqliyi azalacaq.
3) Güc bucağı testinin dəqiqliyini və istifadə rahatlığını yaxşılaşdırmaq üçün indi rotor mövqeyi siqnalını aşkar etmək üçün mövqe sensorlarından daha çox istifadə edin və sonra son gərginlik yanaşması ilə faza müqayisəsi.
Əsas prinsip ölçülən daimi maqnitli sinxron mühərrikin şaftına proyeksiya edilmiş və ya əks olunan fotoelektrik diskin quraşdırılması, diskdə və ya ağ-qara markerlər üzərində bərabər paylanmış deşiklərin sayı və sınaqdan keçirilən sinxron mühərrikin dirəklərinin cütlərinin sayıdır. . Disk motorla bir dövrə fırlandıqda, fotoelektrik sensor p rotor mövqeyi siqnallarını alır və p aşağı gərginlikli impulslar yaradır. Mühərrik sinxron işləyərkən, bu rotor mövqeyi siqnalının tezliyi armaturun terminal gərginliyinin tezliyinə bərabərdir və onun fazası həyəcan elektromotor qüvvəsinin fazasını əks etdirir. Sinxronizasiya impuls siqnalı, faza fərqini əldə etmək üçün faza müqayisəsi üçün fazanın dəyişdirilməsi və sınaq mühərrikinin armatur gərginliyinin formalaşdırılması ilə gücləndirilir. Mühərrikin yüksüz işləməsi zamanı təyin edin, faza fərqi θ1 (təxminən bu zaman güc bucağı θ = 0), yük işləyərkən faza fərqi θ2, sonra faza fərqi θ2 - θ1 ölçülür. daimi maqnit sinxron mühərrik yük gücü bucağı dəyəri. Sxematik diaqram Şəkil 3-də göstərilmişdir.
Şəkil 3 Güc bucağının ölçülməsinin sxematik diaqramı
Qara və ağ işarə ilə bərabər şəkildə örtülmüş fotoelektrik diskdə olduğu kimi, daha çətindir və ölçülən daimi maqnit sinxron mühərrik dirəkləri ilə eyni vaxtda qeyd diski bir-biri ilə ümumi ola bilməz. Sadəlik üçün, həmçinin qara lent bir dairə bükülmüş daimi maqnit motor sürücü mil test edilə bilər, ağ işarə ilə örtülmüş, lent səthində bu dairədə toplanan işıq tərəfindən buraxılan əks etdirən fotoelektrik sensor işıq mənbəyi. Bu sayədə motorun hər döngəsi, fotosensitiv tranzistorda olan fotoelektrik sensor bir dəfə əks olunan işıq və keçiriciliyi qəbul edərək, nəticədə elektrik impuls siqnalı, gücləndirildikdən və formalaşdırıldıqdan sonra E1 müqayisə siqnalını alır. hər hansı iki fazalı gərginliyin sınaq mühərriki armaturunun sarğı ucundan, aşağı gərginliyə qədər aşağı gərginliyə qədər gərginlik transformatoru PT tərəfindən, gərginlik komparatoruna göndərilir, gərginlik impuls siqnalının U1 düzbucaqlı fazasının nümayəndəsinin formalaşması. p-bölmə tezliyi ilə U1, faza və faza müqayisəsi arasında müqayisə əldə etmək üçün faza müqayisəsi. U1 p-bölmə tezliyi ilə, onun faza fərqini siqnalla müqayisə etmək üçün faza komparatoru ilə.
Yuxarıda göstərilən güc bucağını ölçmə metodunun çatışmazlığı ondan ibarətdir ki, güc bucağını əldə etmək üçün iki ölçmə arasındakı fərq edilməlidir. Çıxarılan iki kəmiyyətin qarşısını almaq və dəqiqliyi azaltmaq üçün yükün faza fərqinin θ2 ölçülməsində, U2 siqnalının tərsinə çevrilməsində, ölçülmüş faza fərqi θ2'=180 ° - θ2, güc bucağı θ=180 ° - ( θ1 + θ2'), iki kəmiyyəti fazanın çıxılmasından əlavəyə çevirən. Faza kəmiyyət diaqramı Şəkil 4-də göstərilmişdir.
Şəkil 4 Faza fərqinin hesablanması üçün fazaların əlavə edilməsi metodunun prinsipi
Digər təkmilləşdirilmiş üsul gərginlikli düzbucaqlı dalğa forması siqnal tezliyi bölgüsündən istifadə etmir, lakin giriş interfeysi vasitəsilə müvafiq olaraq siqnal dalğa formasını eyni vaxtda qeyd etmək üçün mikrokompüterdən istifadə edir, yüksüz gərginlik və rotor mövqeyi siqnal dalğa formalarını U0, E0, həmçinin yük gərginliyi və rotorun mövqeyi düzbucaqlı dalğa forması siqnalları U1, E1 və sonra iki gərginlikli düzbucaqlı dalğa forması siqnalının dalğa formaları tamamilə üst-üstə düşənə qədər iki qeydin dalğa formalarını bir-birinə nisbətən hərəkət etdirin, iki rotor arasındakı faza fərqi Faza fərqi iki rotor mövqeyi siqnalları arasında güc bucağı; və ya dalğa formasını iki rotor mövqeyinə keçirin siqnal dalğa forması üst-üstə düşür, onda iki gərginlik siqnalı arasındakı faza fərqi güc bucağıdır.
Qeyd etmək lazımdır ki, daimi maqnitli sinxron mühərrikin faktiki yüksüz işləməsi, güc bucağı sıfıra bərabər deyil, xüsusən də kiçik mühərriklər üçün yüksüz işləmə səbəbindən yüksüz itki (stator mis itkisi, dəmir itkisi, mexaniki itki, başıboş itki) nisbətən böyükdür, əgər yüksüz güc bucağının sıfır olduğunu düşünürsünüzsə, bu, DC mühərrikini vəziyyətdə işləmək üçün istifadə edilə bilən güc bucağının ölçülməsində böyük bir səhvə səbəb olacaq. Mühərrikin, sükanın istiqaməti və sınaq motorunun sükanı uyğundur, DC motor sükanı ilə DC motor eyni vəziyyətdə işləyə bilər və DC mühərriki sınaq mühərriki kimi istifadə edilə bilər. Bu, DC mühərrikinin motor vəziyyətində işləməsini, sükanı və sınaq mühərrikinin sükanını DC mühərriki ilə uyğunlaşdıraraq sınaq mühərrikinin bütün şaft itkisini (dəmir itkisi, mexaniki itki, başıboş itmə və s. daxil olmaqla) təmin edə bilər. Mühakimə üsulu ondan ibarətdir ki, sınaq mühərrikinin giriş gücü statorun mis istehlakına, yəni P1 = pCu və fazadakı gərginliyə və cərəyana bərabərdir. Bu dəfə ölçülmüş θ1 sıfır güc bucağına uyğundur.
Xülasə: bu metodun üstünlükləri:
① Birbaşa yükləmə metodu müxtəlif yük vəziyyətlərində sabit vəziyyətin doyma endüktansını ölçə bilər və intuitiv və sadə olan nəzarət strategiyası tələb etmir.
Ölçmə birbaşa yük altında aparıldığı üçün doyma effekti və demaqnitləşmə cərəyanının endüktans parametrlərinə təsiri nəzərə alına bilər.
Bu metodun çatışmazlıqları:
① Birbaşa yükləmə metodu eyni zamanda daha çox kəmiyyət ölçməlidir (üç fazalı gərginlik, üç fazalı cərəyan, güc faktoru bucağı və s.), güc bucağının ölçülməsi daha çətindir və testin dəqiqliyi hər bir kəmiyyət parametr hesablamalarının düzgünlüyünə birbaşa təsir göstərir və parametr testində hər cür səhvləri toplamaq asandır. Buna görə, parametrləri ölçmək üçün birbaşa yükləmə metodundan istifadə edərkən, səhv təhlilinə diqqət yetirilməli və sınaq alətinin daha yüksək dəqiqliyi seçilməlidir.
② Bu ölçmə metodunda həyəcanlandırıcı elektrohərəkətçi qüvvənin E0 dəyəri yük olmadan birbaşa mühərrik terminalının gərginliyi ilə əvəz olunur və bu yaxınlaşma da özünəməxsus səhvlər gətirir. Çünki, daimi maqnitin işləmə nöqtəsi yüklə dəyişir, bu o deməkdir ki, müxtəlif stator cərəyanlarında daimi maqnitin keçiriciliyi və axınının sıxlığı fərqlidir, buna görə də yaranan həyəcan elektromotor qüvvəsi də fərqlidir. Bu şəkildə, yük şəraitində həyəcanlandırıcı elektromotor qüvvəsini heç bir yük olmadan həyəcanlandırıcı elektromotor qüvvə ilə əvəz etmək çox düzgün deyil.
İstinadlar
[1] Tang Renyuan və b. Müasir daimi maqnit mühərrik nəzəriyyəsi və dizaynı. Pekin: Maşın Sənayesi Mətbuatı. Mart 2011
[2] JF Gieras, M. Wing. Daimi Maqnit Motor Texnologiyası, Dizayn və Tətbiqlər, 2-ci nəşr. Nyu York: Marsel Dekker, 2002: 170~171
Müəllif hüququ: Bu məqalə WeChat ictimai nömrə motorunun təkrar nəşridir (电机极客), orijinal linkhttps://mp.weixin.qq.com/s/Swb2QnApcCWgbLlt9jMp0A
Bu məqalə şirkətimizin fikirlərini əks etdirmir. Fərqli fikirləriniz və ya fikirləriniz varsa, bizə düzəliş edin!
Göndərmə vaxtı: 18 iyul 2024-cü il