I. Целта и значењето на мерењето на синхроната индуктивност
(1) Цел на мерење на параметрите на синхроната индуктивност (т.е. вкрстена индуктивност)
Параметрите на AC и DC индуктивноста се двата најважни параметри во синхрониот мотор со постојан магнет. Нивното точно стекнување е предуслов и основа за пресметка на карактеристиките на моторот, динамичка симулација и контрола на брзината. Синхроната индуктивност може да се користи за пресметување на многу својства на стабилна состојба како што се фактор на моќност, ефикасност, вртежен момент, струја на арматура, моќност и други параметри. Во контролниот систем на мотор со постојан магнет со помош на векторска контрола, параметрите на синхрониот индуктор се директно вклучени во контролниот алгоритам, а резултатите од истражувањето покажуваат дека во слабиот магнетен регион, неточноста на параметрите на моторот може да доведе до значително намалување на вртежниот момент. и моќ. Ова ја покажува важноста на параметрите на синхроните индуктори.
(2) Проблеми што треба да се забележат при мерењето на синхроната индуктивност
Со цел да се добие висока густина на моќност, структурата на синхроните мотори со постојан магнет често е дизајнирана да биде посложена, а магнетното коло на моторот е позаситено, што резултира со параметарот на синхроната индуктивност на моторот да варира со заситеноста на магнетното коло. Со други зборови, параметрите ќе се менуваат со работните услови на моторот, целосно со номиналните работни услови на синхроната индуктивност параметрите не можат точно да ја одразуваат природата на параметрите на моторот. Затоа, неопходно е да се измерат вредностите на индуктивноста при различни работни услови.
2. Методи за мерење на синхроната индуктивност на моторот со постојан магнет
Овој труд собира различни методи за мерење на синхроната индуктивност и прави детална споредба и анализа на нив. Овие методи може грубо да се категоризираат во два главни типа: тест со директно оптоварување и индиректен статички тест. Статичкото тестирање е дополнително поделено на AC статичко тестирање и DC статичко тестирање. Денес, првиот дел од нашите „Методи за тестирање на синхрони индуктори“ ќе го објасни методот на тестирање на оптоварување.
Литературата [1] го воведува принципот на методот на директно оптоварување. Моторите со постојан магнет обично може да се анализираат со користење на теоријата на двојна реакција за да се анализира нивната работа на оптоварување, а фазните дијаграми на работата на генераторот и моторот се прикажани на Слика 1 подолу. Аголот на моќност θ на генераторот е позитивен со E0 надминува U, аголот на факторот на моќност φ е позитивен со I надминува U, а внатрешниот агол на факторот на моќност ψ е позитивен со E0 надминува I. Аголот на моќност θ на моторот е позитивен со U што го надминува E0, аголот на факторот на моќност φ е позитивен со U што надминува I, а внатрешниот агол на факторот на моќност ψ е позитивен со I надминува E0.
Сл. 1 Фазен дијаграм на синхроната работа на моторот со постојан магнет
(а) Состојба на генераторот (б) Состојба на моторот
Според овој фазен дијаграм може да се добие: кога може да се добие оптоварување на моторот со постојан магнет, измерена електромоторна сила без побудување E0, напон на терминалот на арматурата U, струја I, агол на фактор на моќност φ и агол на моќност θ и така натаму, може да се добие арматура струја на правата оска, компонента на попречна оска Id = Isin (θ - φ) и Iq = Icos (θ - φ), тогаш Xd и Xq може да се добијат од следново равенка:
Кога работи генераторот:
Xd=[E0-Ucosθ-IR1cos(θ-φ)]/Id (1)
Xq=[Usinθ+IR1sin(θ-φ)]/Iq (2)
Кога работи моторот:
Xd=[E0-Ucosθ+IR1cos(θ-φ)]/Id (3)
Xq=[Usinθ-IR1sin(θ-φ)]/Iq (4)
Параметрите на стабилна состојба на синхроните мотори со постојан магнет се менуваат како што се менуваат работните услови на моторот, а кога се менува струјата на арматурата, се менуваат и Xd и Xq. Затоа, при одредување на параметрите, задолжително наведете ги и условите за работа на моторот. (Количина на наизменична и директна струја на вратило или струја на статорот и внатрешен агол на факторот на моќност)
Главната тешкотија при мерењето на индуктивните параметри со методот на директно оптоварување лежи во мерењето на аголот на моќност θ. Како што знаеме, тоа е разликата во фазниот агол помеѓу напонот на приклучокот на моторот U и електромоторната сила на возбудувањето. Кога моторот работи стабилно, крајниот напон може да се добие директно, но E0 не може да се добие директно, така што може да се добие само со индиректен метод за да се добие периодичен сигнал со иста фреквенција како E0 и фиксна фазна разлика за замена E0 со цел да се направи фазна споредба со крајниот напон.
Традиционалните индиректни методи се:
1) во отворот за арматура на моторот под тест закопан чекор и оригиналната намотка на моторот од неколку вртења на фина жица како мерна калем, со цел да се добие истата фаза со намотката на моторот под сигнал за споредба на тест напон, преку споредба на може да се добие аголот на факторот на моќност.
2) Инсталирајте синхрон мотор на вратилото на испитуваниот мотор кој е идентичен со моторот што се тестира. Методот за мерење на напонската фаза [2], кој ќе биде опишан подолу, се заснова на овој принцип. Експерименталниот дијаграм за поврзување е прикажан на слика 2. TSM е синхрониот мотор со постојан магнет што се тестира, ASM е идентичен синхрон мотор кој дополнително е потребен, PM е главниот двигател, кој може да биде или синхрон мотор или DC моторот, B е сопирачката, а DBO е осцилоскоп со двоен зрак. Фазите B и C на TSM и ASM се поврзани со осцилоскоп. Кога TSM е поврзан со трифазно напојување, осцилоскопот ги прима сигналите VTSM и E0ASM. бидејќи двата мотора се идентични и ротираат синхроно, во фаза се заден потенцијал без оптоварување на TSM на тестерот и заден потенцијал без оптоварување на ASM, кој делува како генератор, E0ASM. Затоа, аголот на моќност θ, т.е., фазната разлика помеѓу VTSM и E0ASM може да се измери.
Сл. 2 Експериментален дијаграм за поврзување за мерење на аголот на моќност
Овој метод не е многу често се користи, главно затоа што: ① во вратило на роторот монтирани мали синхрони мотор или ротирачки трансформатор бара да се мери моторот има две вратило испружени крај, што е често тешко да се направи. ② Точноста на мерењето на аголот на моќност во голема мера зависи од високата хармонична содржина на VTSM и E0ASM, и ако содржината на хармониците е релативно голема, точноста на мерењето ќе се намали.
3) За да се подобри точноста на тестот на аголот на моќност и леснотијата на користење, сега повеќе се користат сензорите за положба за откривање на сигналот за положба на роторот, а потоа фазна споредба со пристапот на крајниот напон
. . Кога дискот ротира една вртење со моторот, фотоелектричниот сензор прима p сигнали за положбата на роторот и генерира p импулси со низок напон. Кога моторот работи синхроно, фреквенцијата на овој сигнал за положба на роторот е еднаква на фреквенцијата на напонот на терминалот на арматурата, а неговата фаза ја одразува фазата на електромоторната сила на возбудувањето. Сигналот на пулсот за синхронизација се засилува со обликување, поместување на фаза и напон на арматурата на тест моторот за споредба на фази за да се добие фазната разлика. Поставете кога работи моторот без оптоварување, фазната разлика е θ1 (приближно дека во ова време аголот на моќност θ = 0), кога оптоварувањето работи, фазната разлика е θ2, тогаш фазната разлика θ2 - θ1 е измерена Вредност на аголот на моќноста на оптоварувањето на синхрониот синхрон магнет на моторот. Шематскиот дијаграм е прикажан на слика 3.
Сл. 3 Шематски дијаграм за мерење на аголот на моќност
Како и во фотоелектричен диск подеднакво обложени со црно-бела ознака е потешко, и кога се мери постојан магнет синхрони моторни столбови во исто време означување диск не може да биде заеднички едни со други. За едноставност, може да се тестира и во погонската осовина на моторот со постојан магнет завиткана во круг од црна лента, обложена со бела ознака, рефлектирачкиот фотоелектричен сензор извор на светлина емитиран од светлината собрана во овој круг на површината на лентата. На овој начин, секое вртење на моторот, фотоелектричниот сензор во фотосензитивниот транзистор добива рефлектирана светлина и спроводливост еднаш, што резултира со електричен импулсен сигнал, по засилувањето и обликувањето се добива споредбен сигнал Е1. од тест моторот арматура ликвидација крајот на било која двофазен напон, од страна на напон трансформатор PT надолу до низок напон, испратени до компаратор на напон, формирање на претставник на правоаголна фаза на напон пулсот сигнал U1. U1 од страна на p-поделба фреквенција, фаза компаратор споредба за да се добие споредба помеѓу фаза и фаза компаратор. U1 со p-поделба фреквенција, со фазен компаратор да се спореди неговата фазна разлика со сигналот.
Недостатокот на горенаведениот метод за мерење на аголот на моќност е дека разликата помеѓу двете мерења треба да се направи за да се добие аголот на моќност. Со цел да се избегнат одземените две количини и да се намали точноста, при мерење на фазната разлика на оптоварување θ2, пресврт на сигналот U2, измерената фазна разлика е θ2'=180 ° - θ2, аголот на моќност θ=180 ° - ( θ1 + θ2'), што ги претвора двете величини од одземање на фазата во собирање. Дијаграмот за количество фази е прикажан на сл. 4.
Сл. 4 Принцип на метод на фазно додавање за пресметување на фазна разлика
Друг подобрен метод не ја користи поделбата на фреквенцијата на сигналот на правоаголна бранова форма на напон, туку користи микрокомпјутер за истовремено снимање на брановиот облик на сигналот, соодветно, преку влезниот интерфејс, снимање на напонот без оптоварување и сигналните бранови на позицијата на роторот U0, E0, како и напонот на оптоварување и положбата на роторот во правоаголната бранова форма сигнализираат U1, E1, а потоа поместете го бранови форми на двете снимки релативно едни на други додека брановите форми на два напонски правоаголни сигнали на бранови форми не се целосно преклопени, кога фазната разлика помеѓу двата ротори Фазната разлика помеѓу двата сигнали за положба на роторот е аголот на моќност; или поместете ја брановата форма на двата сигнални бранови форми на позицијата на роторот се совпаѓаат, тогаш фазната разлика помеѓу двата напонски сигнали е аголот на моќност.
Треба да се истакне дека фактичката работа без оптоварување на синхрониот мотор со постојан магнет, аголот на моќност не е нула, особено за малите мотори, поради работа без оптоварување на загуба без оптоварување (вклучувајќи загуба на бакар на статорот, загуба на железо, механичка загуба, залутана загуба) е релативно голема, ако мислите дека аголот на моќност без оптоварување е нула, тоа ќе предизвика голема грешка во мерењето на аголот на моќност, што може да се користи за да се направи DC моторот работи во состојбата на моторот, насоката на управувањето и управувањето со тест-моторот е конзистентна, со управувањето на моторот со еднонасочна струја, моторот со еднонасочна струја може да работи во истата состојба, а моторот со еднонасочна струја може да се користи како тест мотор. Ова може да го направи моторот со еднонасочна струја да работи во состојба на моторот, управувањето и управувањето со тест-моторот да бидат конзистентни со моторот со еднонасочна струја за да ја обезбедат целата загуба на вратилото на тест моторот (вклучувајќи загуба на железо, механичка загуба, залутано губење итн.). Начинот на проценка е дека влезната моќност на тест моторот е еднаква на потрошувачката на бакар на статорот, односно P1 = pCu и напонот и струјата во фаза. Овој пат измерената θ1 одговара на аголот на моќност од нула.
Резиме: предностите на овој метод:
① Методот на директно оптоварување може да ја мери индуктивноста на заситеноста во стабилна состојба при различни состојби на оптоварување и не бара контролна стратегија, која е интуитивна и едноставна.
Бидејќи мерењето се врши директно под оптоварување, може да се земат предвид ефектот на заситеност и влијанието на струјата на демагнетизација врз параметрите на индуктивноста.
Недостатоци на овој метод:
① Методот на директно оптоварување треба да мери повеќе количини во исто време (трифазен напон, трифазна струја, агол на факторот на моќност итн.), мерењето на аголот на моќност е потешко, а точноста на тестот на секое количество има директно влијание врз точноста на пресметките на параметрите и лесно се акумулираат сите видови грешки во тестот на параметарот. Затоа, кога се користи методот на директно оптоварување за мерење на параметрите, треба да се обрне внимание на анализата на грешките и да се избере поголема точност на инструментот за тестирање.
② Вредноста на возбудната електромоторна сила E0 во овој метод на мерење директно се заменува со напонот на приклучокот на моторот без оптоварување, а ова приближување исто така носи својствени грешки. Бидејќи, работната точка на постојаниот магнет се менува со оптоварувањето, што значи дека при различни струи на статорот, пропустливоста и густината на флуксот на постојаниот магнет се различни, па така и добиената електромоторна сила на побудување е различна. На овој начин, не е многу точно да се замени побудната електромоторна сила при оптоварување со електромоторната сила на побудување без оптоварување.
Референци
[1] Танг Ренјуан и сор. Модерна теорија и дизајн на мотор со постојан магнет. Пекинг: Машинска индустрија Прес. март 2011 година
[2] JF Gieras, M. Wing. Технологија, дизајн и апликации на мотор со постојан магнет, второ издание. Њујорк: Марсел Декер, 2002: 170-171
Авторски права: Оваа статија е повторно печатење на ѕиркањето на јавниот број на WeChat (电机极客), оригиналната врскаhttps://mp.weixin.qq.com/s/Swb2QnApcCWgbLlt9jMp0A
Оваа статија не ги претставува ставовите на нашата компанија. Доколку имате различни мислења или ставови, поправете не!
Време на објавување: 18 јули 2024 година