И. Сврха и значај мерења синхроне индуктивности
(1) Сврха мерења параметара синхроне индуктивности (тј. индуктивност попречне осе)
Параметри АЦ и ДЦ индуктивности су два најважнија параметра у синхроном мотору са перманентним магнетом. Њихова тачна аквизиција је предуслов и основа за прорачун моторних карактеристика, динамичку симулацију и контролу брзине. Синхрона индуктивност се може користити за израчунавање многих својстава стационарног стања као што су фактор снаге, ефикасност, обртни момент, струја арматуре, снага и други параметри. У систему управљања мотора са перманентним магнетом помоћу векторске контроле, параметри синхроног индуктора су директно укључени у алгоритам управљања, а резултати истраживања показују да у слабом магнетном региону непрецизност параметара мотора може довести до значајног смањења обртног момента. и моћ. Ово показује важност параметара синхроних индуктора.
(2) Проблеми које треба приметити при мерењу синхроне индуктивности
Да би се постигла велика густина снаге, структура синхроних мотора са перманентним магнетом је често дизајнирана да буде сложенија, а магнетно коло мотора је засићеније, што доводи до тога да параметар синхроне индуктивности мотора варира са засићењем мотора. магнетно коло. Другим речима, параметри ће се мењати са радним условима мотора, потпуно са номиналним радним условима синхроне индуктивности параметри не могу тачно да одражавају природу параметара мотора. Због тога је потребно мерити вредности индуктивности у различитим условима рада.
2.методе мерења синхроне индуктивности мотора са сталним магнетом
У овом раду су прикупљене различите методе мерења синхроне индуктивности и извршено њихово детаљно поређење и анализа. Ове методе се могу грубо категорисати у два главна типа: директни тест оптерећења и индиректни статички тест. Статичка испитивања се даље деле на АЦ статичко испитивање и ДЦ статичко испитивање. Данас ће први део наших „Метода испитивања синхроних индуктора“ објаснити метод тестирања оптерећења.
Литература [1] уводи принцип методе директног оптерећења. Мотори са трајним магнетом се обично могу анализирати коришћењем теорије двоструке реакције за анализу њиховог рада оптерећења, а фазни дијаграми рада генератора и мотора су приказани на слици 1 испод. Угао снаге θ генератора је позитиван када је Е0 већи од У, угао фактора снаге φ је позитиван када је И већи од У, а унутрашњи угао фактора снаге ψ је позитиван када је Е0 већи од И. Угао снаге θ мотора је позитиван са У већи од Е0, угао фактора снаге φ је позитиван са У већи од И, а унутрашњи угао фактора снаге ψ је позитиван када је И већи од Е0.
Слика 1 Фазни дијаграм рада синхроног мотора са перманентним магнетом
(а) Стање генератора (б) Стање мотора
Према овом фазном дијаграму може се добити: када се мотор са перманентним магнетом ради оптерећења, измерена електромоторна сила без оптерећења Е0, напон на терминалу арматуре У, струја И, угао фактора снаге φ и угао снаге θ и тако даље, може се добити арматура струја праве осе, компонента попречне осе Ид = Исин (θ - φ) и Ик = Ицос (θ - φ), тада се Ксд и Кск могу добити из следеће једначине:
Када генератор ради:
Ксд=[Е0-Уцосθ-ИР1цос(θ-φ)]/Ид (1)
Кск=[Усинθ+ИР1син(θ-φ)]/Ик (2)
Када мотор ради:
Ксд=[Е0-Уцосθ+ИР1цос(θ-φ)]/Ид (3)
Кск=[Усинθ-ИР1син(θ-φ)]/Ик (4)
Параметри стационарног стања синхроних мотора са перманентним магнетом се мењају како се мењају услови рада мотора, а када се промени струја арматуре мењају се и Ксд и Кск. Стога, приликом одређивања параметара, обавезно наведите и услове рада мотора. (Количина наизменичне и једносмерне струје вратила или струје статора и унутрашњи угао фактора снаге)
Главна потешкоћа при мерењу индуктивних параметара методом директног оптерећења лежи у мерењу угла снаге θ. Као што знамо, то је разлика фазног угла између напона У терминала мотора и електромоторне силе побуде. Када мотор ради стабилно, крајњи напон се може добити директно, али Е0 се не може добити директно, тако да се може добити само индиректним методом да би се добио периодични сигнал са истом фреквенцијом као Е0 и фиксном фазном разликом за замену Е0 да би се извршило поређење фаза са крајњим напоном.
Традиционалне индиректне методе су:
1) у прорезу за арматуру мотора који се испитује укопан корак и оригинални калем мотора од неколико завоја фине жице као мерни калем, да би се добила иста фаза са сигналом за упоређивање напона мотора под тестом, кроз поређење може се добити угао фактора снаге.
2) Инсталирајте синхрони мотор на осовину мотора који се тестира који је идентичан мотору који се тестира. Метода мерења фазе напона [2], која ће бити описана у наставку, заснива се на овом принципу. Експериментални дијаграм повезивања је приказан на слици 2. ТСМ је тестирани синхрони мотор са перманентним магнетом, АСМ је идентичан синхрони мотор који је додатно неопходан, ПМ је главни покретач, који може бити или синхрони мотор или једносмерни мотор мотора, Б је кочница, а ДБО је осцилоскоп са двоструким снопом. Фазе Б и Ц ТСМ и АСМ су повезане са осцилоскопом. Када је ТСМ прикључен на трофазно напајање, осцилоскоп прима сигнале ВТСМ и Е0АСМ. пошто су два мотора идентична и ротирају се синхроно, повратни потенцијал празног хода ТСМ-а тестера и повратни потенцијал празног хода АСМ-а, који делује као генератор, Е0АСМ, су у фази. Због тога се може мерити угао снаге θ, односно фазна разлика између ВТСМ и Е0АСМ.
Слика 2 Експериментални дијаграм ожичења за мерење угла снаге
Ова метода се не користи често, углавном зато што: ① у осовину ротора монтиран мали синхрони мотор или ротациони трансформатор који је потребан за мерење мотора има два испружена краја, што је често тешко урадити. ② Тачност мерења угла снаге у великој мери зависи од високог садржаја хармоника ВТСМ и Е0АСМ, а ако је садржај хармоника релативно велики, тачност мерења ће бити смањена.
3) Да би се побољшала тачност испитивања угла снаге и једноставност употребе, сада се више користе сензори положаја за детекцију сигнала положаја ротора, а затим поређење фаза са приступом крајњег напона
Основни принцип је уградња пројектованог или рефлектованог фотоелектричног диска на осовину измереног синхроног мотора са перманентним магнетом, број равномерно распоређених рупа на диску или црно-белих маркера и број парова полова синхроног мотора који се тестира. . Када се диск ротира за један обрт са мотором, фотоелектрични сензор прима сигнале положаја п ротора и генерише импулсе ниског напона. Када мотор ради синхроно, фреквенција овог сигнала положаја ротора једнака је фреквенцији напона терминала арматуре, а његова фаза одражава фазу побудне електромоторне силе. Синхронизациони импулсни сигнал се појачава обликовањем, фазним померањем и напоном арматуре тест мотора за поређење фаза да би се добила фазна разлика. Подесите када мотор ради без оптерећења, фазна разлика је θ1 (приближно да је у овом тренутку угао снаге θ = 0), када оптерећење ради, фазна разлика је θ2, тада је измерена фазна разлика θ2 - θ1 вредност угла снаге оптерећења синхроног мотора перманентног магнета. Шематски дијаграм је приказан на слици 3.
Слика 3 Шематски дијаграм мерења угла снаге
Како код фотоелектричног диска равномерно обложен црно-белом ознаком је теже, а када се мери перманентни магнет синхроних полова мотора у исто време обележавање дискова не може бити заједничко једно са другим. Ради једноставности, такође се може тестирати у погонском вратилу мотора са перманентним магнетом умотаном у круг од црне траке, обложене белом ознаком, рефлектујући фотоелектрични сензор светлосног извора који емитује светлост окупљена у овом кругу на површини траке. На овај начин, сваки окрет мотора, фотоелектрични сензор у фотоосетљивом транзистору због примања рефлектоване светлости и проводљивости једном, резултира електричним импулсним сигналом, након појачања и обликовања да се добије упоредни сигнал Е1. са краја намотаја арматуре тест мотора било ког двофазног напона, напонским трансформатором ПТ до ниског напона, који се шаље у компаратор напона, формирање представника правоугаоне фазе напонског импулсног сигнала У1. У1 по фреквенцији п-поделе, поређење фазног компаратора да се добије поређење између фазе и фазног компаратора. У1 фреквенцијом п-поделе, фазним компаратором да упореди његову фазну разлику са сигналом.
Недостатак горње методе мерења угла снаге је у томе што треба направити разлику између два мерења да би се добио угао снаге. Да би се избегле две одузете величине и смањила тачност, у мерењу фазне разлике оптерећења θ2, преокретања сигнала У2, измерена фазна разлика је θ2'=180 ° - θ2, угао снаге θ=180 ° - ( θ1 + θ2'), који претвара две величине из одузимања фазе у сабирање. Дијаграм количине фазе је приказан на слици 4.
Слика 4 Принцип методе сабирања фаза за прорачун фазне разлике
Друга побољшана метода не користи поделу фреквенције сигнала правоугаоног таласног облика напона, већ користи микрорачунар за истовремено снимање таласног облика сигнала, односно, преко улазног интерфејса, бележи напон празног хода и таласне облике сигнала положаја ротора У0, Е0, као и напон оптерећења и правоугаони таласни облик положаја ротора сигнале У1, Е1, а затим померајте таласне облике два снимка један у односу на други све док се таласни облици два сигнала правоугаоног таласног облика напона потпуно не преклапају, када се фазна разлика између два ротора Фазна разлика између два сигнала положаја ротора је угао снаге; или померите таласни облик на два сигнала положаја ротора, таласни облици сигнала се поклапају, тада је фазна разлика између два напона сигнала угао снаге.
Треба истаћи да стварни рад без оптерећења синхроног мотора са перманентним магнетом, угао снаге није нула, посебно за мале моторе, због рада без оптерећења и губитка без оптерећења (укључујући губитак бакра статора, губитак гвожђа, механички губитак, лутајући губитак) је релативно велики, ако мислите да је угао снаге без оптерећења нула, то ће изазвати велику грешку у мерењу угла снаге, што се може користити да би ДЦ мотор радио у стању мотора, смер управљања и управљање тест мотором су доследни, са управљањем ДЦ мотора, ДЦ мотор може да ради у истом стању, а ДЦ мотор се може користити као тест мотор. Ово може учинити да мотор једносмерне струје ради у стању мотора, управљање и управљање тест мотора у складу са ДЦ мотором како би се обезбедили сви губици на вратилу тест мотора (укључујући губитак гвожђа, механички губитак, залутали губитак, итд.). Метода процене је да је улазна снага тест мотора једнака потрошњи бакра статора, односно П1 = пЦу, и напону и струји у фази. Овај пут измерени θ1 одговара нултом углу снаге.
Резиме: предности ове методе:
① Метода директног оптерећења може да мери индуктивност засићења у стабилном стању под различитим стањима оптерећења и не захтева стратегију управљања, која је интуитивна и једноставна.
Пошто се мерење врши директно под оптерећењем, може се узети у обзир ефекат засићења и утицај струје демагнетизације на параметре индуктивности.
Недостаци ове методе:
① Метода директног оптерећења треба да мери више количина у исто време (трофазни напон, трофазна струја, угао фактора снаге, итд.), мерење угла снаге је теже, а тачност теста свака величина има директан утицај на тачност прорачуна параметара, а све врсте грешака у тесту параметара се лако акумулирају. Због тога, када се користи метода директног оптерећења за мерење параметара, треба обратити пажњу на анализу грешке и одабрати већу тачност инструмента за испитивање.
② Вредност електромоторне силе побуде Е0 у овој методи мерења је директно замењена напоном терминала мотора без оптерећења, а ова апроксимација такође доноси инхерентне грешке. Јер, радна тачка сталног магнета се мења са оптерећењем, што значи да су при различитим струјама статора различити пропустљивост и густина флукса трајног магнета, па је различита и резултујућа електромоторна сила побуде. На овај начин, није баш прецизно заменити електромоторну силу побуде под оптерећењем електромоторном силом побуде без оптерећења.
Референце
[1] Танг Рениуан и др. Савремена теорија и дизајн мотора са перманентним магнетом. Пекинг: Мацхинери Индустри Пресс. марта 2011
[2] ЈФ Гиерас, М. Винг. Перманент Магнет Мотор Тецхнологи, Десигн анд Апплицатионс, 2нд ед. Њујорк: Марсел Декер, 2002: 170~171
Ауторска права: Овај чланак је поновно штампање ВеЦхат-а јавног бројчаног прегледа (电机极客), оригиналне везехттпс://мп.веикин.кк.цом/с/Свб2КнАпцЦВгбЛлт9јМп0А
Овај чланак не представља ставове наше компаније. Ако имате различита мишљења или ставове, исправите нас!
Време поста: 18. јул 2024