I. Tilgangur og þýðingu mælinga á samstilltri inductance
(1) Tilgangur með því að mæla færibreytur samstilltur inductance (þ.e. þverása inductance)
AC og DC inductance breytur eru tvær mikilvægustu færibreyturnar í samstilltum segulmótor. Nákvæm öflun þeirra er forsenda og grunnur fyrir útreikningi hreyfieinkenna, kraftmikilli uppgerð og hraðastýringu. Hægt er að nota samstilltu inductance til að reikna út marga stöðuga eiginleika eins og aflstuðul, skilvirkni, tog, armature straum, afl og aðrar breytur. Í stýrikerfi varanlegs segulmótors sem notar vektorstýringu eru samstilltu inductor færibreytur beint þátt í stýrir reikniritinu, og rannsóknarniðurstöður sýna að á veikum segulmagnaðir svæði getur ónákvæmni mótor breytur leitt til verulegrar minnkunar á tog. og kraftur. Þetta sýnir mikilvægi samstilltra inductor breytur.
(2) Vandamál sem þarf að hafa í huga við mælingu á samstilltu inductance
Til þess að fá háan aflþéttleika er uppbygging samstilltra mótora með varanlegum seglum oft hönnuð til að vera flóknari og segulhringrás mótorsins er mettuðari, sem leiðir til þess að samstilltur inductance færibreytur mótorsins er breytilegur með mettun á segulhringrásina. Með öðrum orðum, breyturnar munu breytast með rekstrarskilyrðum mótorsins, alveg með hlutfallslegum rekstrarskilyrðum samstilltra inductance breytur getur ekki nákvæmlega endurspeglað eðli mótor breytur. Þess vegna er nauðsynlegt að mæla inductance gildi við mismunandi rekstrarskilyrði.
2.permanent segull mótor samstilltur inductance mælingaraðferðir
Í þessari grein er safnað saman ýmsum aðferðum til að mæla samstillta inductance og gera ítarlegan samanburð og greiningu á þeim. Þessar aðferðir má gróflega flokka í tvær megingerðir: bein álagspróf og óbein kyrrstöðupróf. Static prófun er frekar skipt í AC truflanir próf og DC truflanir próf. Í dag mun fyrsta afborgunin af "Synchronous Inductor Test Methods" okkar útskýra hleðsluprófunaraðferðina.
Bókmenntir [1] kynna meginregluna um beina hleðsluaðferð. Venjulega er hægt að greina varanlega segulmótora með því að nota tvöfalda viðbragðskenninguna til að greina álagsvirkni þeirra og fasamyndir af rafalls- og mótoraðgerðum eru sýndar á mynd 1 hér að neðan. Aflhorn θ rafalans er jákvætt þar sem E0 fer yfir U, aflstuðullhornið φ er jákvætt þar sem I fer yfir U og innri aflsstuðullhornið ψ er jákvætt þegar E0 fer yfir I. Aflhornið θ mótorsins er jákvætt með U fer yfir E0, aflstuðullhornið φ er jákvætt þar sem U fer yfir I, og innri aflsstuðullhornið ψ er jákvætt þegar I fer yfir E0.
Mynd 1 Áfangamynd af samstilltur mótor með varanlegum segull
(a) Rafallastaða (b) Mótorástand
Samkvæmt þessari fasa skýringarmynd er hægt að fá: þegar varanleg segull mótor hleðsla aðgerð, mældur óhlaðinn örvun raforkukraftur E0, armature terminal spennu U, núverandi I, aflstuðull horn φ og afl horn θ og svo framvegis, er hægt að fá armature straumur beina ássins, þverásþátturinn Id = Isin (θ - φ) og Iq = Icos (θ - φ), þá er hægt að fá Xd og Xq úr eftirfarandi jöfnu:
Þegar rafallinn er í gangi:
Xd=[E0-Ucosθ-IR1cos(θ-φ)]/Id (1)
Xq=[Usinθ+IR1sin(θ-φ)]/Iq (2)
Þegar mótorinn er í gangi:
Xd=[E0-Ucosθ+IR1cos(θ-φ)]/Id (3)
Xq=[Usinθ-IR1sin(θ-φ)]/Iq (4)
Stöðugar breytur samstilltra mótora með varanlegum segull breytast eftir því sem rekstrarskilyrði mótorsins breytast og þegar armature straumurinn breytist breytast bæði Xd og Xq. Þess vegna, þegar færibreytur eru ákvarðaðar, vertu viss um að tilgreina einnig rekstrarskilyrði mótorsins. (Magn riðstraums og beins bolstraums eða statorstraums og innra aflsstuðshorns)
Helsti erfiðleikinn við að mæla inductive færibreytur með beinu álagsaðferðinni liggur í mælingum á aflhorninu θ. Eins og við vitum er það fasahornsmunurinn á milli spennu U og örvunarrafkraftsins. Þegar mótorinn gengur stöðugt er hægt að fá endaspennu beint, en ekki er hægt að fá E0 beint, þannig að það er aðeins hægt að fá hana með óbeinni aðferð til að fá reglubundið merki með sömu tíðni og E0 og fastan fasamun til að skipta um E0 til að gera fasasamanburð við endaspennu.
Hinar hefðbundnu óbeinu aðferðir eru:
1) í armature rauf mótorsins sem er í prófun grafinn vellinum og upprunalega spólu mótorsins af nokkrum snúningum af fínum vír sem mælispólu, til að fá sama fasa með mótorvindunni undir prófunarspennusamanburðarmerki, með samanburði á aflstuðullshornið er hægt að fá.
2) Settu samstilltan mótor á skaft mótorsins sem er í prófun sem er eins og mótorinn sem er í prófun. Spennufasamælingaraðferðin [2], sem lýst verður hér á eftir, byggir á þessari meginreglu. Tilraunatengimyndin er sýnd á mynd 2. TSM er samstilltur mótor með varanlegum segull sem verið er að prófa, ASM er sams konar samstilltur mótor sem þarf að auki, PM er aðalhreyfillinn, sem getur verið annað hvort samstilltur mótor eða DC mótor, B er bremsa, og DBO er tvígeisla sveiflusjá. Fasar B og C í TSM og ASM eru tengdir sveiflusjánni. Þegar TSM er tengt við þriggja fasa aflgjafa tekur sveiflusjáin við merkjunum VTSM og E0ASM. vegna þess að mótorarnir tveir eru eins og snúast samstillt, þá eru óhlaða bakgetu TSM prófunartækisins og óhlaða bakpottía ASM, sem virkar sem rafall, E0ASM, í fasa. Þess vegna er hægt að mæla aflhornið θ, þ.e. fasamuninn á milli VTSM og E0ASM.
Mynd 2 Tilraunateikning á raflögn til að mæla aflhorn
Þessi aðferð er ekki mjög almennt notuð, aðallega vegna þess að: ① í snúningsás festur lítill samstilltur mótor eða snúningsspennir sem þarf að mæla mótor hefur tvo skaft útrétta enda, sem er oft erfitt að gera. ② Nákvæmni aflhornsmælingarinnar veltur að miklu leyti á háu harmonikuinnihaldi VTSM og E0ASM og ef harmonikuinnihaldið er tiltölulega mikið mun nákvæmni mælingar minnka.
3) Til að bæta nákvæmni og auðvelda notkun aflhornsprófunar, nú er meiri notkun á stöðuskynjara til að greina stöðumerki snúnings og síðan áfangasamanburð við lokaspennuaðferðina
Grundvallarreglan er að setja upp varpaðan eða endurspeglaðan ljósafmagnsdisk á skaftið á mældum varanlegum segulsamstilltu mótornum, fjölda jafndreifðra hola á disknum eða svarthvítum merkjum og fjölda pöra af pólum samstilltu mótorsins sem verið er að prófa. . Þegar diskurinn snýst einn snúning með mótornum tekur ljósnemarinn við stöðumerkjum p rótarans og myndar lágspennupúlsa. Þegar mótorinn er í gangi samstilltur er tíðni þessa númersstöðumerkis jöfn tíðni spennu armature terminal spennu og áfangi hans endurspeglar fasa örvunar raforkukraftsins. Samstillingspúlsmerkið er magnað með mótun, fasaskiptingu og spennu prófunarmótorsins til að bera saman fasa til að fá fasamuninn. Stillt þegar mótorinn er án hleðslu er fasamunurinn θ1 (áætlað að á þessum tíma er aflhornið θ = 0), þegar álagið er í gangi er fasamunurinn θ2, þá er fasamunurinn θ2 - θ1 mældur varanleg segull samstilltur mótor hleðslu afl horn gildi. Skýringarmyndin er sýnd á mynd 3.
Mynd 3 Skýringarmynd af aflhornsmælingu
Eins og í photoelectric diskur jafnt húðaður með svörtu og hvítu merki er erfiðara, og þegar mældur varanlegur segull samstilltur mótor skautum á sama tíma merkja diskur getur ekki verið sameiginlegt við hvert annað. Til einföldunar, er einnig hægt að prófa í varanlegum segulmótor drifskafti vafinn í hring af svörtu borði, húðuð með hvítu merki, endurskinsljósskynjara ljósgjafa frá ljósinu sem safnað er í þessum hring á yfirborði borðsins. Á þennan hátt, hver snúningur á mótor, ljósnemi í ljósnæm smári vegna þess að fá endurkastað ljós og leiðni einu sinni, sem leiðir til rafmagns púls merki, eftir mögnun og mótun til að fá samanburð merki E1. frá prófunarmótor armature vinda enda hvers konar tveggja fasa spennu, með spennuspenni PT niður í lágspennu, send til spennusamanburðar, myndun fulltrúa rétthyrnds fasa spennupúlsmerkisins U1. U1 með p-deilingartíðni, fasasamanburðarsamanburðinn til að fá samanburð á fasa og fasasamanburðarbúnaðinum. U1 með p-deilingartíðni, með fasasamanburðarbúnaði til að bera fasamun hans saman við merkið.
Gallinn við ofangreinda aflhornsmælingaraðferð er að munurinn á milli tveggja mælinga ætti að gera til að fá aflhornið. Til að koma í veg fyrir að stærðirnar tvær dregnar frá og draga úr nákvæmni, við mælingu á álagsfasamismun θ2, U2 merkjaviðsnúningur, mældur fasamunur er θ2'=180 ° - θ2, aflhornið θ=180 ° - ( θ1 + θ2'), sem breytir stærðunum tveimur frá frádrætti fasans yfir í samlagningu. Skýringarmynd fasamagns er sýnd á mynd 4.
Mynd 4 Meginregla fasasamlagningaraðferðar til að reikna út fasamun
Önnur endurbætt aðferð notar ekki spennurétthyrnd bylgjuform merkja tíðniskiptingarinnar, heldur notar örtölvu til að skrá samtímis merkisbylgjuformið í gegnum inntaksviðmótið, skrá óhlaða spennu og snúningsstöðu merkisbylgjuform U0, E0, sem og hleðsluspennu og númersstöðu rétthyrnd bylgjulögunarmerki U1, E1, og hreyfðu síðan bylgjuform þessara tveggja upptaka miðað við hvert annað þar til bylgjulög tveggja spennu rétthyrnd bylgjulögunarmerkja skarast alveg, þegar fasamunurinn á milli númeranna tveggja Fasamunurinn á milli tveggja númerastöðumerkja er aflhornið; eða færðu bylgjulögunina til að merkibylgjuformin tvö falla saman, þá er fasamunurinn á milli spennumerkjanna tveggja aflhornið.
Það skal tekið fram að raunveruleg óhlaða notkun varanlegs seguls samstilltur mótor, aflhornið er ekki núll, sérstaklega fyrir litla mótora, vegna óhlaðs notkunar án hleðslu taps (þar á meðal kopar tap, járn tap, vélrænt tap, villulegt tap) er tiltölulega stórt, ef þú heldur að óhlaða aflhornið sé núll, mun það valda mikilli villu í mælingu á aflhorninu, sem hægt er að nota til að láta DC mótorinn ganga í ríkinu mótorsins, stefnu stýrisins og prófunarmótorsstýringarinnar í samræmi við DC mótorstýrið, DC mótorinn getur keyrt á sama ástandi og DC mótorinn er hægt að nota sem prófunarmótor. Þetta getur gert DC mótorinn í gangi í mótorstöðu, stýrið og prófunarmótorstýrið í samræmi við DC mótorinn til að tryggja allt skaftap prófunarmótorsins (þar á meðal járntap, vélrænt tap, villulegt tap osfrv.). Dómsaðferðin er sú að inntaksstyrkur prófunarmótorsins er jöfn koparnotkun statorsins, það er P1 = pCu, og spenna og straumur í fasa. Að þessu sinni samsvarar mældur θ1 aflhorninu núll.
Samantekt: kostir þessarar aðferðar:
① Bein álagsaðferðin getur mælt stöðugt mettunarspennu undir ýmsum álagsástandum og krefst ekki stjórnunarstefnu, sem er leiðandi og einföld.
Vegna þess að mælingin er gerð beint undir álagi er hægt að taka tillit til mettunaráhrifa og áhrifa afsegulmögnunarstraums á inductance breytur.
Ókostir þessarar aðferðar:
① Bein hleðsluaðferðin þarf að mæla meira magn á sama tíma (þriggja fasa spenna, þriggja fasa straumur, aflstuðullhorn osfrv.), Mæling á aflhorni er erfiðari og nákvæmni prófunar á hvert magn hefur bein áhrif á nákvæmni færibreytuútreikninga og auðvelt er að safna alls konar villum í færibreytuprófinu. Þess vegna, þegar bein álagsaðferð er notuð til að mæla færibreyturnar, ætti að huga að villugreiningunni og velja meiri nákvæmni prófunartækisins.
② Gildi örvunarrafkraftsins E0 í þessari mælingaraðferð er beint skipt út fyrir mótorskautspennu án álags og þessi nálgun hefur einnig í för með sér eðlislægar villur. Vegna þess að rekstrarpunktur varanlegs segulsins breytist með álaginu, sem þýðir að við mismunandi statorstrauma er gegndræpi og flæðisþéttleiki varanlegs segulsins mismunandi, þannig að raforkukrafturinn sem myndast er einnig öðruvísi. Á þennan hátt er ekki mjög nákvæmt að skipta út örvunarrafkraftinum við álagsástand fyrir örvunarrafkraftinn án álags.
Heimildir
[1] Tang Renyuan o.fl. Nútímaleg varanleg segulmótorkenning og hönnun. Peking: Machinery Industry Press. mars 2011
[2] JF Gieras, M. Wing. Permanent Magnet Motor Technology, Design and Applications, 2. útg. New York: Marcel Dekker, 2002:170~171
Höfundarréttur: Þessi grein er endurútgáfa af WeChat almennu númeraútsýninu (电机极客), upprunalega hlekkinnhttps://mp.weixin.qq.com/s/Swb2QnApcCWgbLlt9jMp0A
Þessi grein sýnir ekki skoðanir fyrirtækisins okkar. Ef þú hefur mismunandi skoðanir eða skoðanir, vinsamlegast leiðréttu okkur!
Birtingartími: 18. júlí 2024