I. Pwrpas ac arwyddocâd mesur anwythiad cydamserol
(1)Diben Mesur Paramedrau Anwythiad Cydamserol (h.y. Anwythiad Traws-echelin)
Y paramedrau anwythiad AC a DC yw'r ddau baramedr pwysicaf mewn modur cydamserol magnet parhaol. Eu caffaeliad cywir yw'r rhagofyniad a'r sylfaen ar gyfer cyfrifo nodweddion modur, efelychu deinamig a rheoli cyflymder. Gellir defnyddio'r anwythiad cydamserol i gyfrifo llawer o briodweddau cyflwr cyson fel ffactor pŵer, effeithlonrwydd, trorym, cerrynt armature, pŵer a pharamedrau eraill. Yn y system reoli modur magnet parhaol gan ddefnyddio rheolaeth fector, mae paramedrau'r anwythydd cydamserol yn ymwneud yn uniongyrchol â'r algorithm rheoli, ac mae canlyniadau'r ymchwil yn dangos, yn y rhanbarth magnetig gwan, y gall anghywirdeb paramedrau'r modur arwain at ostyngiad sylweddol mewn trorym a phŵer. Mae hyn yn dangos pwysigrwydd paramedrau anwythydd cydamserol.
(2) Problemau i'w nodi wrth fesur anwythiad cydamserol
Er mwyn cael dwysedd pŵer uchel, mae strwythur moduron cydamserol magnet parhaol yn aml yn cael ei gynllunio i fod yn fwy cymhleth, ac mae cylched magnetig y modur yn fwy dirlawn, sy'n arwain at baramedr anwythiad cydamserol y modur yn amrywio gyda dirlawnder y gylched magnetig. Mewn geiriau eraill, bydd y paramedrau'n newid gydag amodau gweithredu'r modur, yn gyfan gwbl gydag amodau gweithredu graddedig y paramedrau anwythiad cydamserol ni all adlewyrchu natur paramedrau'r modur yn gywir. Felly, mae angen mesur y gwerthoedd anwythiad o dan wahanol amodau gweithredu.
2. dulliau mesur anwythiad cydamserol modur magnet parhaol
Mae'r papur hwn yn casglu amrywiol ddulliau o fesur anwythiant cydamserol ac yn gwneud cymhariaeth a dadansoddiad manwl ohonynt. Gellir categoreiddio'r dulliau hyn yn fras yn ddau brif fath: prawf llwyth uniongyrchol a phrawf statig anuniongyrchol. Rhennir profion statig ymhellach yn brofion statig AC a phrofion statig DC. Heddiw, bydd rhandaliad cyntaf ein "Dulliau Prawf Anwythydd Cydamserol" yn egluro'r dull prawf llwyth.
Mae llenyddiaeth [1] yn cyflwyno egwyddor y dull llwyth uniongyrchol. Fel arfer gellir dadansoddi moduron magnet parhaol trwy ddefnyddio'r theori adwaith dwbl i ddadansoddi eu gweithrediad llwyth, a dangosir y diagramau cyfnod o weithrediad y generadur a'r modur yn Ffigur 1 isod. Mae ongl pŵer θ y generadur yn bositif gydag E0 yn fwy na U, mae ongl ffactor pŵer φ yn bositif gydag I yn fwy na U, ac mae ongl ffactor pŵer mewnol ψ yn bositif gydag E0 yn fwy na I. Mae ongl pŵer θ y modur yn bositif gydag U yn fwy na E0, mae ongl ffactor pŵer φ yn bositif gydag U yn fwy na I, ac mae ongl ffactor pŵer mewnol ψ yn bositif gydag I yn fwy na E0.
Ffig. 1 Diagram cyfnod o weithrediad modur cydamserol magnet parhaol
(a)Cyflwr y generadur (b)Cyflwr y modur
Yn ôl y diagram cyfnod hwn, gellir cael: pan fydd y modur magnet parhaol yn gweithredu llwyth, a mesurir y grym electromotur cyffroi di-lwyth E0, foltedd terfynell yr armature U, y cerrynt I, ongl ffactor pŵer φ ac ongl pŵer θ ac yn y blaen, gellir cael cerrynt yr armature ar yr echelin syth, gyda chydran draws-echelin Id = Isin (θ - φ) ac Iq = Icos (θ - φ), yna gellir cael Xd ac Xq o'r hafaliad canlynol:
Pan fydd y generadur yn rhedeg:
Xd=[E0-Ucosθ-IR1cos(θ-φ)]/Id (1)
Xq=[Usinθ+IR1sin(θ-φ)]/Iq (2)
Pan fydd y modur yn rhedeg:
Xd=[E0-Ucosθ+IR1cos(θ-φ)]/Id (3)
Xq=[Usinθ-IR1sin(θ-φ)]/Iq (4)
Mae paramedrau cyflwr cyson moduron cydamserol magnet parhaol yn newid wrth i amodau gweithredu'r modur newid, a phan fydd cerrynt yr armature yn newid, mae Xd ac Xq ill dau yn newid. Felly, wrth bennu'r paramedrau, gwnewch yn siŵr eich bod hefyd yn nodi amodau gweithredu'r modur. (Swm y cerrynt siafft eiledol ac uniongyrchol neu gerrynt stator ac ongl ffactor pŵer mewnol)
Y prif anhawster wrth fesur y paramedrau anwythol gan ddefnyddio'r dull llwyth uniongyrchol yw mesur yr ongl pŵer θ. Fel y gwyddom, dyma'r gwahaniaeth ongl cyfnod rhwng foltedd terfynell y modur U a'r grym electromotif cyffroi. Pan fydd y modur yn rhedeg yn sefydlog, gellir cael y foltedd terfynol yn uniongyrchol, ond ni ellir cael E0 yn uniongyrchol, felly dim ond trwy ddull anuniongyrchol y gellir ei gael i gael signal cyfnodol gyda'r un amledd ag E0 a gwahaniaeth cyfnod sefydlog i ddisodli E0 er mwyn gwneud cymhariaeth cyfnod â'r foltedd terfynol.
Y dulliau anuniongyrchol traddodiadol yw:
1) Yn slot armature y modur sy'n cael ei brofi, mae'r traw wedi'i gladdu a choil gwreiddiol y modur wedi'i droi fel coil mesur, er mwyn cael yr un cam â'r signal cymharu foltedd sy'n cael ei brofi ar gyfer dirwyn y modur, a thrwy gymharu ongl y ffactor pŵer gellir cael y signal.
2) Gosodwch fodur cydamserol ar siafft y modur sy'n cael ei brofi sy'n union yr un fath â'r modur sy'n cael ei brofi. Mae'r dull mesur cyfnod foltedd [2], a ddisgrifir isod, yn seiliedig ar yr egwyddor hon. Dangosir y diagram cysylltu arbrofol yn Ffigur 2. Y TSM yw'r modur cydamserol magnet parhaol sy'n cael ei brofi, yr ASM yw modur cydamserol union yr un fath sydd ei angen yn ychwanegol, y PM yw'r prif symudydd, a all fod naill ai'n fodur cydamserol neu'n fodur DC, B yw'r brêc, ac mae'r DBO yn osgilosgop trawst deuol. Mae cyfnodau B a C y TSM a'r ASM wedi'u cysylltu â'r osgilosgop. Pan fydd y TSM wedi'i gysylltu â chyflenwad pŵer tair cyfnod, mae'r osgilosgop yn derbyn y signalau VTSM ac E0ASM. oherwydd bod y ddau fodur yn union yr un fath ac yn cylchdroi'n gydamserol, mae potensial cefn dim llwyth TSM y profwr a photensial cefn dim llwyth yr ASM, sy'n gweithredu fel generadur, E0ASM, mewn cyfnod. Felly, gellir mesur yr ongl pŵer θ, h.y., y gwahaniaeth cyfnod rhwng VTSM ac E0ASM.
Ffig. 2 Diagram gwifrau arbrofol ar gyfer mesur ongl pŵer
Nid yw'r dull hwn yn cael ei ddefnyddio'n gyffredin iawn, yn bennaf oherwydd: 1. Mae modur cydamserol bach neu drawsnewidydd cylchdro wedi'i osod yn siafft y rotor ac mae angen mesur y modur gyda dau ben siafft wedi'u hymestyn allan, sy'n aml yn anodd ei wneud. 2. Mae cywirdeb mesuriad ongl pŵer yn dibynnu'n fawr ar gynnwys harmonig uchel y VTSM a'r E0ASM, ac os yw'r cynnwys harmonig yn gymharol fawr, bydd cywirdeb y mesuriad yn cael ei leihau.
3) Er mwyn gwella cywirdeb a rhwyddineb defnydd y prawf ongl pŵer, defnyddir mwy o synwyryddion safle nawr i ganfod signal safle'r rotor, ac yna cymharu cyfnodau â'r dull foltedd terfynol.
Yr egwyddor sylfaenol yw gosod disg ffotodrydanol wedi'i thaflu neu ei adlewyrchu ar siafft y modur cydamserol magnet parhaol a fesurir, nifer y tyllau wedi'u dosbarthu'n unffurf ar y ddisg neu farcwyr du a gwyn a nifer y parau o bolion y modur cydamserol sy'n cael ei brofi. Pan fydd y ddisg yn cylchdroi un chwyldro gyda'r modur, mae'r synhwyrydd ffotodrydanol yn derbyn signalau safle rotor p ac yn cynhyrchu p pyls foltedd isel. Pan fydd y modur yn rhedeg yn gydamserol, mae amledd y signal safle rotor hwn yn hafal i amledd foltedd terfynell yr armature, ac mae ei gam yn adlewyrchu cam y grym electromotif cyffroi. Mae'r signal pwls cydamseru yn cael ei fwyhau trwy siapio, symud cam a foltedd armature y modur prawf ar gyfer cymharu cam i gael y gwahaniaeth cam. Gosod pan fydd y modur yn gweithredu heb lwyth, y gwahaniaeth cam yw θ1 (bras fod yr ongl pŵer θ = 0 ar yr adeg hon), pan fydd y llwyth yn rhedeg, y gwahaniaeth cam yw θ2, yna'r gwahaniaeth cam θ2 - θ1 yw gwerth ongl pŵer llwyth modur cydamserol magnet parhaol a fesurir. Dangosir y diagram sgematig yn Ffigur 3.
Ffig. 3 Diagram sgematig o fesuriad ongl pŵer
Gan fod y ddisg ffotodrydanol wedi'i gorchuddio'n unffurf â marc du a gwyn yn anoddach, a phan fesurir polion cydamserol y modur magnet parhaol ar yr un pryd, ni all marcio'r ddisg fod yn gyffredin â'i gilydd. Er mwyn symlrwydd, gellir profi hefyd siafft yrru'r modur magnet parhaol wedi'i lapio mewn cylch o dâp du, wedi'i orchuddio â marc gwyn, gan allyrru ffynhonnell golau synhwyrydd ffotodrydanol adlewyrchol gan y golau a gesglir yn y cylch hwn ar wyneb y tâp. Fel hyn, bob tro y mae'r modur yn troi, mae'r synhwyrydd ffotodrydanol yn derbyn golau adlewyrchol a dargludiad unwaith, gan arwain at signal pwls trydanol, ar ôl ei fwyhau a'i siapio i gael signal cymhariaeth E1. O ben dirwyn armatur y modur prawf i lawr i foltedd isel gan y trawsnewidydd foltedd PT, a'i anfon i'r cymharydd foltedd, gan ffurfio signal pwls foltedd cam petryal U1. Gan ddefnyddio amledd rhaniad-p U1, mae'r cymharydd cam yn cael cymhariaeth rhwng y cam a'r cymharydd cam. Gan ddefnyddio amledd rhaniad-p U1, mae'r cymharydd cam yn cymharu ei wahaniaeth cam â'r signal gan y cymharydd cam.
Diffyg y dull mesur ongl pŵer uchod yw y dylid gwneud y gwahaniaeth rhwng y ddau fesuriad i gael yr ongl pŵer. Er mwyn osgoi tynnu'r ddau faint a lleihau'r cywirdeb, wrth fesur y gwahaniaeth cyfnod llwyth θ2, sef gwrthdroad y signal U2, y gwahaniaeth cyfnod a fesurir yw θ2'=180 ° - θ2, yr ongl pŵer θ=180 ° - (θ1 + θ2'), sy'n trosi'r ddau faint o dynnu'r cyfnod i adio. Dangosir y diagram maint cyfnod yn Ffig. 4.
Ffig. 4 Egwyddor y dull adio cyfnod ar gyfer cyfrifo'r gwahaniaeth cyfnod
Mae dull gwell arall yn defnyddio nid rhaniad amledd signal tonffurf petryal foltedd, ond yn defnyddio microgyfrifiadur i gofnodi tonffurf y signal ar yr un pryd, yn y drefn honno, trwy'r rhyngwyneb mewnbwn, i gofnodi'r foltedd dim-lwyth a'r signal safle rotor U0, E0, yn ogystal â'r signalau tonffurf petryal foltedd llwyth a safle rotor U1, E1, ac yna symud tonffurfiau'r ddau recordiad o'i gymharu â'i gilydd nes bod tonffurfiau'r ddau signal tonffurf petryal foltedd yn gorgyffwrdd yn llwyr, pan fydd y gwahaniaeth cyfnod rhwng y ddau signal safle rotor yn ongl pŵer; neu pan fydd y gwahaniaeth cyfnod rhwng y ddau signal safle rotor yn cyd-daro, yna'r gwahaniaeth cyfnod rhwng y ddau signal foltedd yw ongl pŵer.
Dylid nodi nad yw ongl pŵer gweithrediad di-lwyth gwirioneddol modur cydamserol magnet parhaol yn sero, yn enwedig ar gyfer moduron bach, oherwydd bod colli dim llwyth (gan gynnwys colli copr stator, colli haearn, colled fecanyddol, colled grwydr) yn gymharol fawr wrth weithredu di-lwyth. Os ydych chi'n credu bod ongl pŵer di-lwyth yn sero, bydd yn achosi gwall mawr wrth fesur yr ongl pŵer. Gellir defnyddio hyn i wneud i'r modur DC redeg yng nghyflwr y modur, cyfeiriad y llywio a llywio'r modur prawf yn gyson. Gyda llywio'r modur DC, gall y modur DC redeg yn yr un cyflwr, a gellir defnyddio'r modur DC fel modur prawf. Gall hyn wneud i'r modur DC redeg yng nghyflwr y modur, y llywio a llywio'r modur prawf yn gyson â'r modur DC i ddarparu holl golled siafft y modur prawf (gan gynnwys colli haearn, colled fecanyddol, colled grwydro, ac ati). Y dull barnu yw bod pŵer mewnbwn y modur prawf yn hafal i ddefnydd copr y stator, hynny yw, P1 = pCu, a'r foltedd a'r cerrynt yn yr un cyfnod. Y tro hwn mae'r θ1 a fesurwyd yn cyfateb i ongl pŵer o sero.
Crynodeb: manteision y dull hwn:
① Gall y dull llwyth uniongyrchol fesur yr anwythiad dirlawnder cyflwr cyson o dan wahanol gyflyrau llwyth, ac nid oes angen strategaeth reoli, sy'n reddfol ac yn syml.
Gan fod y mesuriad yn cael ei wneud yn uniongyrchol o dan lwyth, gellir ystyried yr effaith dirlawnder a dylanwad y cerrynt dadfagneteiddio ar y paramedrau anwythiad.
Anfanteision y dull hwn:
① Mae angen i'r dull llwyth uniongyrchol fesur mwy o feintiau ar yr un pryd (foltedd tair cam, cerrynt tair cam, ongl ffactor pŵer, ac ati), mae mesur yr ongl pŵer yn anoddach, ac mae cywirdeb prawf pob maint yn cael effaith uniongyrchol ar gywirdeb cyfrifiadau paramedr, ac mae pob math o wallau yn y prawf paramedr yn hawdd eu cronni. Felly, wrth ddefnyddio'r dull llwyth uniongyrchol i fesur y paramedrau, dylid rhoi sylw i'r dadansoddiad gwall, a dewis cywirdeb uwch o'r offeryn prawf.
② Mae gwerth y grym electromotif cyffroi E0 yn y dull mesur hwn yn cael ei ddisodli'n uniongyrchol gan foltedd terfynell y modur heb lwyth, ac mae'r brasamcan hwn hefyd yn dod â gwallau cynhenid. Oherwydd, mae pwynt gweithredu'r magnet parhaol yn newid gyda'r llwyth, sy'n golygu, ar wahanol geryntau stator, bod athreiddedd a dwysedd fflwcs y magnet parhaol yn wahanol, felly mae'r grym electromotif cyffroi sy'n deillio o hyn hefyd yn wahanol. Yn y modd hwn, nid yw'n gywir iawn disodli'r grym electromotif cyffroi o dan gyflwr llwyth gyda'r grym electromotif cyffroi heb lwyth.
Cyfeiriadau
[1] Tang Renyuan et al. Damcaniaeth a dylunio modur magnet parhaol modern. Beijing: Machinery Industry Press. Mawrth 2011
[2] JF Gieras, M. Wing. Technoleg Modur Magnet Parhaol, Dylunio a Chymwysiadau, 2il arg. Efrog Newydd: Marcel Dekker, 2002:170~171
Hawlfraint: Mae'r erthygl hon yn ailargraffiad o'r ddolen wreiddiol ar gyfer rhif cyhoeddus WeChat (电机极客)https://mp.weixin.qq.com/s/Swb2QnApcCWgbLlt9jMp0A
Nid yw'r erthygl hon yn cynrychioli barn ein cwmni. Os oes gennych farn neu safbwyntiau gwahanol, cywirwch ni!
Amser postio: Gorff-18-2024