Байнгын соронзон хөдөлгүүрийн синхрон индукцийг хэмжих

I. Синхрон индукцийг хэмжих зорилго, ач холбогдол
(1) Синхрон индукцийн параметрүүдийг хэмжих зорилго (өөрөөр хэлбэл хөндлөн тэнхлэгийн индукц)
Хувьсах гүйдлийн болон тогтмол гүйдлийн ороомгийн параметрүүд нь байнгын соронзон синхрон моторын хамгийн чухал хоёр параметр юм. Тэдгээрийг үнэн зөв олж авах нь моторын шинж чанарыг тооцоолох, динамик загварчлал, хурдыг хянах урьдчилсан нөхцөл, үндэс суурь юм. Синхрон индукцийг чадлын хүчин зүйл, үр ашиг, эргүүлэх момент, арматурын гүйдэл, хүч болон бусад параметрүүд гэх мэт олон тогтвортой төлөвийн шинж чанарыг тооцоолоход ашиглаж болно. Вектор удирдлагатай байнгын соронзон хөдөлгүүрийн удирдлагын системд синхрон ороомгийн параметрүүд нь хяналтын алгоритмд шууд оролцдог бөгөөд судалгааны үр дүнгээс харахад соронзон орон сул бүсэд моторын параметрийн алдаа нь эргүүлэх момент, хүчийг мэдэгдэхүйц бууруулахад хүргэдэг. Энэ нь синхрон ороомгийн параметрүүдийн ач холбогдлыг харуулж байна.
(2) Синхрон индукцийг хэмжихэд анхаарах асуудлууд
Эрчим хүчний өндөр нягтралыг олж авахын тулд байнгын соронзон синхрон моторын бүтцийг ихэвчлэн илүү төвөгтэй, хөдөлгүүрийн соронзон хэлхээ нь илүү ханасан байхаар зохион бүтээдэг бөгөөд энэ нь хөдөлгүүрийн синхрон индукцийн параметр нь соронзон хэлхээний ханалтаас хамааран өөрчлөгддөг. Өөрөөр хэлбэл, параметрүүд нь хөдөлгүүрийн үйл ажиллагааны нөхцлөөр өөрчлөгдөнө, синхрон индукцийн параметрүүд нь хөдөлгүүрийн параметрүүдийн шинж чанарыг үнэн зөв тусгаж чадахгүй. Тиймээс янз бүрийн үйл ажиллагааны нөхцөлд индукцийн утгыг хэмжих шаардлагатай.
2.байнгын соронзон хөдөлгүүрийн синхрон индукцийг хэмжих арга
Энэхүү баримт бичигт синхрон индукцийг хэмжих янз бүрийн аргуудыг цуглуулж, тэдгээрийн нарийвчилсан харьцуулалт, дүн шинжилгээг хийсэн болно. Эдгээр аргуудыг шууд ачааллын туршилт ба шууд бус статик туршилт гэсэн хоёр үндсэн төрөлд хувааж болно. Статик туршилтыг хувьсах гүйдлийн статик туршилт ба тогтмол гүйдлийн статик туршилт гэж хуваадаг. Өнөөдөр манай "Синхрон ороомгийн туршилтын аргууд"-ын эхний анги нь ачааллын туршилтын аргыг тайлбарлах болно.

Уран зохиол [1] шууд ачааллын аргын зарчмыг танилцуулсан. Байнгын соронзон моторыг ихэвчлэн давхар урвалын онолыг ашиглан ачааллын ажиллагааг шинжлэх боломжтой бөгөөд генератор ба моторын үйл ажиллагааны фазын диаграммыг доорх зурагт үзүүлэв. Генераторын чадлын θ өнцөг E0 U-аас их байвал эерэг, I-ээс их байвал чадлын коэффициент φ эерэг, I-ээс их байвал дотоод чадлын өнцөг ψ эерэг, E0-ээс их байвал хөдөлгүүрийн чадлын θ өнцөг, U E0-ээс их байвал хөдөлгүүрийн чадлын θ өнцөг, U I-ээс их байвал φ чадлын өнцөг эерэг, I-ээс их байвал дотоод чадлын өнцөг ψ эерэг байна.

Зураг 1 Байнгын соронзны синхрон моторын үйл ажиллагааны фазын диаграмм
(a) Генераторын төлөв (б) Моторын төлөв

Энэ фазын диаграммыг авч болно: байнгын соронзон хөдөлгүүрийн ачааллын үйл ажиллагаа, хэмжсэн ачаалалгүй өдөөх цахилгаан хөдөлгөгч хүч E0, арматурын терминалын хүчдэл U, гүйдэл I, чадлын коэффициент өнцөг φ болон чадлын өнцөг θ гэх мэт шулуун тэнхлэгийн арматурын гүйдэл, хөндлөн тэнхлэгийн бүрэлдэхүүн хэсэг Id = Isin (θ - φ) ба Iq = Icos, дараа нь X -ийг олж авч болно. дараах тэгшитгэлээс:

Генератор ажиллаж байх үед:

Xd=[E0-Ucosθ-IR1cos(θ-φ)]/Id (1)
Xq=[Usinθ+IR1sin(θ-φ)]/Iq (2)

Мотор ажиллаж байх үед:

Xd=[E0-Ucosθ+IR1cos(θ-φ)]/Id (3)
Xq=[Usinθ-IR1sin(θ-φ)]/Iq (4)

Хөдөлгүүрийн ажиллах нөхцөл өөрчлөгдөхөд байнгын соронзон синхрон моторын тогтвортой төлөвийн параметрүүд өөрчлөгдөж, арматурын гүйдэл өөрчлөгдөхөд Xd ба Xq хоёулаа өөрчлөгддөг. Тиймээс параметрүүдийг тодорхойлохдоо моторын ажиллах нөхцлийг мөн зааж өгөх хэрэгтэй. (Босоо амны хувьсах ба шууд гүйдлийн хэмжээ эсвэл статорын гүйдэл ба дотоод чадлын коэффициентийн өнцөг)

Шууд ачааллын аргаар индуктив параметрүүдийг хэмжихэд тулгардаг гол бэрхшээл нь θ тэжээлийн өнцгийг хэмжихэд оршино. Бидний мэдэж байгаагаар энэ нь хөдөлгүүрийн терминалын U хүчдэл ба өдөөх цахилгаан хөдөлгөгч хүчний хоорондох фазын өнцгийн зөрүү юм. Хөдөлгүүр тогтвортой ажиллаж байх үед төгсгөлийн хүчдэлийг шууд авах боломжтой боловч E0-ийг шууд авах боломжгүй тул төгсгөлийн хүчдэлтэй фазын харьцуулалтыг хийхийн тулд E0-тэй ижил давтамжтай үечилсэн дохио, E0-ийг орлуулах тогтмол фазын зөрүүтэй шууд бус аргаар л олж авах боломжтой.

Уламжлалт шууд бус аргууд нь:
1) туршилтанд хамрагдсан моторын арматурын үүрэнд булсан давирхай ба моторын анхны ороомог нь хэд хэдэн эргэлтийн нарийн утсыг хэмжих ороомог болгон, туршилтын хүчдэлийн харьцуулалтын дохионы дор моторын ороомогтой ижил фазыг авахын тулд чадлын коэффициентийн өнцгийг харьцуулах замаар авч болно.
2) Туршиж буй мотортой ижил синхрон моторыг турших моторын гол дээр суурилуулна. Доор тайлбарлах хүчдэлийн фазын хэмжилтийн арга [2] нь энэ зарчим дээр суурилдаг. Туршилтын холболтын диаграммыг Зураг 2-т үзүүлэв. TSM нь туршилтанд хамрагдаж буй байнгын соронзон синхрон мотор, ASM нь нэмэлт шаардлагатай ижил синхрон мотор, РМ нь синхрон мотор эсвэл тогтмол гүйдлийн мотор байж болох үндсэн хөдөлгөгч, B нь тоормос, DBO нь хос цацраг ба CSM-ийн A фазын осциллограф болон TSM-д холбогдсон байна. осциллограф. TSM нь гурван фазын цахилгаан тэжээлд холбогдсон үед осциллограф нь VTSM болон E0ASM дохиог хүлээн авдаг. Хоёр мотор нь ижил бөгөөд синхрон эргэлддэг тул тестерийн TSM-ийн ачаалалгүй арын потенциал болон генераторын үүрэг гүйцэтгэдэг ASM-ийн ачаалалгүй арын потенциал E0ASM нь фазтай байна. Тиймээс цахилгааны өнцөг θ, өөрөөр хэлбэл VTSM болон E0ASM хоорондын фазын зөрүүг хэмжиж болно.

Зураг 2 Цахилгааны өнцгийг хэмжих туршилтын холболтын диаграмм

Энэ аргыг тийм ч их ашигладаггүй, голчлон: ① роторын босоо аманд суурилуулсан жижиг синхрон мотор эсвэл эргэлдэгч трансформаторыг хэмжихэд шаардлагатай мотор нь хоёр босоо амыг сунгасан төгсгөлтэй байдаг бөгөөд үүнийг хийхэд хэцүү байдаг. ② Эрчим хүчний өнцгийн хэмжилтийн нарийвчлал нь VTSM болон E0ASM-ийн өндөр гармоник агууламжаас ихээхэн хамаардаг бөгөөд хэрэв гармоникийн агууламж харьцангуй их байвал хэмжилтийн нарийвчлал буурна.
3) Эрчим хүчний өнцгийн туршилтын нарийвчлал, ашиглахад хялбар байдлыг сайжруулахын тулд роторын байрлалын дохиог илрүүлэхийн тулд байрлал мэдрэгчийг илүү их ашиглах, дараа нь төгсгөлийн хүчдэлийн хандлагатай үе шатыг харьцуулах
Үндсэн зарчим нь хэмжсэн байнгын соронзтой синхрон моторын босоо ам, дискэн дээрх жигд тархсан нүхний тоо буюу хар цагаан тэмдэглэгээ, туршилтанд хамрагдаж буй синхрон моторын хос туйлын тоог тодорхойлоход проекц эсвэл туссан фото цахилгаан дискийг суурилуулах явдал юм. Диск нь мотортой хамт нэг эргэлтийг эргүүлэх үед фотоэлектрик мэдрэгч нь p роторын байрлалын дохиог хүлээн авч, p бага хүчдэлийн импульс үүсгэдэг. Хөдөлгүүр синхроноор ажиллаж байх үед энэ роторын байрлалын дохионы давтамж нь арматурын терминалын хүчдэлийн давтамжтай тэнцүү бөгөөд түүний фаз нь өдөөх цахилгаан хөдөлгөгч хүчний үе шатыг илэрхийлдэг. Синхрончлолын импульсийн дохиог хэлбэржүүлэх, фазын шилжилт болон фазын зөрүүг авахын тулд моторын арматурын хүчдэлийг турших замаар олшруулдаг. Хөдөлгүүрийн ачаалалгүй ажиллах үед фазын зөрүүг θ1 (ойролцоогоор энэ үед цахилгааны өнцөг θ = 0) гэж тохируулсан бол ачаалал ажиллаж байх үед фазын зөрүү θ2, дараа нь фазын зөрүү θ2 - θ1 нь хэмжсэн байнгын соронз синхрон моторын ачааллын цахилгааны өнцгийн утга юм. Схемийн диаграммыг Зураг 3-т үзүүлэв.

Зураг 3 Эрчим хүчний өнцгийн хэмжилтийн бүдүүвч диаграм

Хар ба цагаан тэмдгээр жигд бүрсэн фотоэлектрик диск нь илүү хэцүү байдаг тул тогтмол соронзон синхрон моторын туйлуудыг хэмжихэд дискийг нэгэн зэрэг тэмдэглэх нь хоорондоо нийтлэг байж болохгүй. Энгийн байхын тулд, мөн соронзон хальсны гадаргуу дээр энэ тойрогт цугларсан гэрлээс ялгардаг гэрэл ойлгогч фото цахилгаан мэдрэгч бүхий гэрлийн эх үүсвэрийг хар туузаар ороож, цагаан тэмдэгээр бүрсэн байнгын соронзтой моторын хөтөч босоо аманд туршиж болно. Ийм байдлаар моторын эргэлт бүр, гэрэл мэдрэмтгий транзистор дахь фото цахилгаан мэдрэгч нь туссан гэрэл, дамжуулалтыг нэг удаа хүлээн авч, цахилгаан импульсийн дохиог олшруулж, хэлбэржүүлсний дараа E1 харьцуулах дохиог авдаг. туршилтын мотор арматурын ороомгийн төгсгөлөөс ямар ч хоёр фазын хүчдэлийн, хүчдэлийн трансформаторын PT гэхэд бага хүчдэл хүртэл, хүчдэлийн харьцуулагч руу илгээсэн, хүчдэлийн импульсийн дохио U1 тэгш өнцөгт фазын төлөөлөгч үүсэх. U1-ийг p хуваах давтамжаар, фаз ба фазын харьцуулагчийн харьцуулалтыг авахын тулд фазын харьцуулагч. U1-ийг p хуваах давтамжаар, фазын харьцуулагчаар фазын зөрүүг дохиотой харьцуулна.
Дээрх цахилгааны өнцгийг хэмжих аргын дутагдалтай тал нь хоёр хэмжилтийн зөрүүг гаргаж, цахилгаан өнцгийг олж авах ёстой. Хоёр хэмжигдэхүүнийг хасахаас зайлсхийх, нарийвчлалыг багасгахын тулд ачааллын фазын зөрүү θ2, U2 дохионы урвуу хэмжигдэхүүн, хэмжсэн фазын зөрүү нь θ2'=180 ° - θ2, чадлын өнцөг θ=180 ° - (θ1 + θ2') бөгөөд энэ нь фазын нэмэлтээс хасах хоёр хэмжигдэхүүнийг хувиргадаг. Фазын хэмжигдэхүүний диаграммыг 4-р зурагт үзүүлэв.

Зураг 4 Фазын зөрүүг тооцоолох фазын нэмэх аргын зарчим

Өөр нэг сайжруулсан арга нь хүчдэлийн тэгш өнцөгт долгионы дохионы давтамжийн хуваагдлыг ашигладаггүй, харин микрокомпьютер ашиглан дохионы долгионы хэлбэрийг нэгэн зэрэг бүртгэж, оролтын интерфейсээр дамжуулж, ачаалалгүй хүчдэл ба роторын байрлалын дохионы долгионы U0, E0, түүнчлэн ачааллын хүчдэл ба роторын байрлалын тэгш өнцөгт долгионы хэлбэрийг U1, E1 долгионы хэлбэрт шилжүүлэх, дараа нь долгионы хэлбэр тус бүрийг харьцангуй хоёр долгион руу шилжүүлэх хүртэл бүртгэнэ. хоёр роторын хоорондох фазын зөрүү нь хоёр роторын байрлалын дохионы фазын ялгаа нь тэжээлийн өнцөг байх үед хоёр хүчдэлийн тэгш өнцөгт долгионы дохио бүрэн давхцаж байна; эсвэл долгионы хэлбэрийг хоёр роторын байрлалд шилжүүлэх дохионы долгионы хэлбэрүүд давхцаж, дараа нь хоёр хүчдэлийн дохионы фазын ялгаа нь тэжээлийн өнцөг болно.
Байнгын соронзтой синхрон моторын ачаалалгүй ажиллах бодит байдал, ялангуяа жижиг оврын моторын хувьд ачаалалгүй ажиллаж байгаа тул ачаалалгүй ажиллахын улмаас алдагдах (статорын зэсийн алдагдал, төмрийн алдагдал, механик алдагдал, тэнэмэл алдагдал гэх мэт) харьцангуй их байгааг онцлон тэмдэглэх нь зүйтэй бөгөөд хэрэв та ачаалалгүй хүчдэлийн өнцгийг 0 гэж бодвол хөдөлгүүрийн ажиллах өнцөг нь тогтмол гүйдлийн хэмжилтэд ихээхэн алдаа гаргахад хүргэдэг. хөдөлгүүрийн төлөв, жолооны чиглэл ба туршилтын моторын жолоодлого нь тогтмол гүйдлийн хөдөлгүүрийн жолоодлоготой нийцэж байгаа тул тогтмол гүйдлийн мотор ижил төлөвт ажиллах боломжтой бөгөөд DC моторыг туршилтын мотор болгон ашиглаж болно. Энэ нь тогтмол гүйдлийн моторыг моторын төлөвт ажиллуулж, жолооны болон туршилтын моторын жолоодлого нь тогтмол гүйдлийн мотортой нийцэж, туршилтын моторын бүх босоо амны алдагдлыг (төмрийн алдагдал, механик алдагдал, төөрсөн алдагдал гэх мэт) хангах боломжтой. Шүүлтийн арга нь туршилтын моторын оролтын хүч нь статорын зэсийн хэрэглээ, өөрөөр хэлбэл P1 = pCu, фазын хүчдэл ба гүйдэлтэй тэнцүү байна. Энэ удаад хэмжсэн θ1 нь тэгийн чадлын өнцөгтэй тохирч байна.
Дүгнэлт: энэ аргын давуу талууд:
① Шууд ачааллын арга нь янз бүрийн ачааллын төлөвт тогтвортой төлөвийн ханалтын индукцийг хэмжиж болох бөгөөд хяналтын стратеги шаарддаггүй, ойлгомжтой бөгөөд энгийн.
Хэмжилтийг шууд ачааллын дор хийдэг тул индукцийн параметрүүдэд ханалтын нөлөө болон соронзгүйжүүлэх гүйдлийн нөлөөг харгалзан үзэж болно.
Энэ аргын сул талууд:
① Шууд ачааллын арга нь олон хэмжигдэхүүнийг нэгэн зэрэг хэмжих шаардлагатай (гурван фазын хүчдэл, гурван фазын гүйдэл, цахилгаан коэффициентийн өнцөг гэх мэт), тэжээлийн өнцгийг хэмжих нь илүү хэцүү бөгөөд хэмжигдэхүүн бүрийн туршилтын нарийвчлал нь параметрийн тооцооны нарийвчлалд шууд нөлөөлдөг бөгөөд параметрийн туршилтын бүх төрлийн алдааг тооцоолоход хялбар байдаг. Тиймээс параметрүүдийг хэмжихийн тулд шууд ачааллын аргыг ашиглахдаа алдааны шинжилгээнд анхаарлаа хандуулж, туршилтын хэрэгслийн өндөр нарийвчлалыг сонгох хэрэгтэй.
② Энэ хэмжилтийн аргын өдөөх цахилгаан хөдөлгөгч хүчний E0 утгыг ачаалалгүй үед моторын терминалын хүчдэлээр шууд сольдог бөгөөд энэ ойролцоолсон алдаа нь мөн адил алдаа үүсгэдэг. Учир нь байнгын соронзны ажиллах цэг нь ачааллын дагуу өөрчлөгддөг бөгөөд энэ нь янз бүрийн статорын гүйдлийн үед байнгын соронзны нэвчилт ба урсгалын нягт өөр өөр байдаг тул үүссэн өдөөх цахилгаан хөдөлгөгч хүч нь өөр өөр байдаг. Ийм байдлаар ачааллын нөхцөлд өдөөх цахилгаан хөдөлгөгч хүчийг ачаалалгүй үед өдөөх цахилгаан хөдөлгөгч хүчээр солих нь тийм ч оновчтой биш юм.
Лавлагаа
[1] Tang Renyuan нар. Орчин үеийн байнгын соронзон хөдөлгүүрийн онол, дизайн. Бээжин: Машин үйлдвэрлэлийн хэвлэлийн . 2011 оны гуравдугаар сар
[2] JF Gieras, M. Wing. Байнгын соронзон моторын технологи, дизайн ба хэрэглээ, 2-р хэвлэл. Нью Йорк: Марсель Деккер, 2002: 170~171
Зохиогчийн эрх: Энэ нийтлэл нь WeChat-ийн нийтийн дугаарын моторт хайлт (电机极客), эх холбоосыг дахин хэвлэсэн болно.https://mp.weixin.qq.com/s/Swb2QnApcCWgbLlt9jMp0A

Энэ нийтлэл нь манай компанийн үзэл бодлыг илэрхийлэхгүй. Хэрэв танд өөр үзэл бодол, үзэл бодол байвал биднийг засна уу!