Mga high speed na motoray tumatanggap ng pagtaas ng atensyon dahil sa kanilang halatang mga pakinabang tulad ng mataas na densidad ng kapangyarihan, maliit na sukat at timbang, at mataas na kahusayan sa trabaho. Ang isang mahusay at matatag na sistema ng pagmamaneho ay ang susi sa ganap na paggamit ng mahusay na pagganap ngmga high-speed na motor. Pangunahing pinag-aaralan ng artikulong ito ang mga paghihirap ngmataas na bilis ng motorhumimok ng teknolohiya mula sa mga aspeto ng diskarte sa kontrol, pagtatantya ng sulok, at disenyo ng power topology, at nagbubuod sa kasalukuyang mga resulta ng pananaliksik sa loob at labas ng bansa. Pagkatapos, ibinubuod at inaasam nito ang takbo ng pag-unlad ngmataas na bilis ng motorteknolohiya sa pagmamaneho.
Bahagi 02 Nilalaman ng Pananaliksik
Mga high speed na motoray may maraming mga pakinabang tulad ng mataas na densidad ng kapangyarihan, maliit na volume at timbang, at mataas na kahusayan sa trabaho. Malawakang ginagamit ang mga ito sa mga larangan tulad ng aerospace, pambansang depensa at kaligtasan, produksyon at pang-araw-araw na buhay, at kinakailangang nilalaman ng pananaliksik at direksyon ng pag-unlad ngayon. Sa high-speed load applications gaya ng electric spindles, turbomachinery, micro gas turbines, at flywheel energy storage, ang application ng high-speed motors ay maaaring makamit ang direktang drive structure, alisin ang variable speed device, makabuluhang bawasan ang volume, timbang, at mga gastos sa pagpapanatili , habang makabuluhang pinapabuti ang pagiging maaasahan, at may napakalawak na mga prospect ng aplikasyon.Mga high speed na motorkadalasang tumutukoy sa mga bilis na lumalampas sa 10kr/min o mga halaga ng kahirapan (produkto ng bilis at square root ng kapangyarihan) na lampas sa 1 × Ang motor ng 105 ay ipinapakita sa Figure 1, na naghahambing sa nauugnay na data ng ilang kinatawan na mga prototype ng mga high-speed na motor na parehong nasa loob ng bansa. at internasyonal. Ang dashed line sa Figure 1 ay 1 × 105 na antas ng kahirapan, atbp
1,Mga kahirapan sa High Speed Motor Drive Technology
1. Mga isyu sa katatagan ng system sa mataas na pangunahing frequency
Kapag ang motor ay nasa mataas na operating basic frequency state, dahil sa mga limitasyon tulad ng analog-to-digital na oras ng conversion, digital controller algorithm execution time, at inverter switching frequency, ang carrier frequency ng high-speed motor drive system ay medyo mababa. , na nagreresulta sa isang makabuluhang pagbaba sa pagganap ng pagpapatakbo ng motor.
2. Ang problema ng mataas na katumpakan na pagtatantya ng posisyon ng rotor sa pangunahing dalas
Sa panahon ng high-speed na operasyon, ang katumpakan ng posisyon ng rotor ay mahalaga para sa pagpapatakbo ng pagganap ng motor. Dahil sa mababang pagiging maaasahan, malaking sukat, at mataas na halaga ng mga mechanical position sensor, ang mga sensorless algorithm ay kadalasang ginagamit sa mga high-speed na motor control system. Gayunpaman, sa ilalim ng mataas na operating basic frequency na mga kondisyon, ang paggamit ng mga position sensorless algorithm ay madaling kapitan sa mga hindi ideal na salik tulad ng inverter nonlinearity, spatial harmonics, loop filters, at inductance parameter deviations, na nagreresulta sa makabuluhang mga error sa pagtatantya ng posisyon ng rotor.
3. Ripple suppression sa high-speed na motor drive system
Ang maliit na inductance ng mga high-speed na motor ay hindi maaaring hindi humahantong sa problema ng malaking kasalukuyang ripple. Ang karagdagang pagkawala ng tanso, pagkawala ng bakal, torque ripple, at ingay ng panginginig ng boses na dulot ng mataas na kasalukuyang ripple ay maaaring lubos na mapataas ang pagkalugi ng mga high-speed na sistema ng motor, bawasan ang pagganap ng motor, at ang electromagnetic interference na dulot ng mataas na vibration noise ay maaaring mapabilis ang pagtanda ng driver. Ang mga isyu sa itaas ay lubos na nakakaapekto sa pagganap ng mga high-speed motor drive system, at ang disenyo ng pag-optimize ng low loss na mga circuit ng hardware ay mahalaga para sa mga high-speed na motor drive system. Sa buod, ang disenyo ng isang high-speed motor drive system ay nangangailangan ng komprehensibong pagsasaalang-alang ng maraming mga kadahilanan, kabilang ang kasalukuyang loop coupling, pagkaantala ng system, mga error sa parameter, at mga teknikal na problema tulad ng kasalukuyang pagsugpo sa ripple. Ito ay isang napakakomplikadong proseso na naglalagay ng mataas na pangangailangan sa mga diskarte sa kontrol, katumpakan ng pagtatantya ng posisyon ng rotor, at disenyo ng topology ng kapangyarihan.
2、 Diskarte sa Pagkontrol para sa High Speed Motor Drive System
1. Pagmomodelo ng High Speed Motor Control System
Ang mga katangian ng mataas na operating basic frequency at mababang carrier frequency ratio sa high-speed motor drive system, pati na rin ang impluwensya ng motor coupling at delay sa system, ay hindi maaaring balewalain. Samakatuwid, kung isasaalang-alang ang dalawang pangunahing salik sa itaas, ang pagmomodelo at pagsusuri sa muling pagtatayo ng mga high-speed motor drive system ay ang susi sa higit pang pagpapabuti sa pagganap ng pagmamaneho ng mga high-speed na motor.
2. Decoupling Control Technology para sa High Speed Motors
Ang pinaka-malawak na ginagamit na teknolohiya sa mataas na pagganap ng mga sistema ng pagmamaneho ng motor ay ang kontrol ng FOC. Bilang tugon sa seryosong problema sa coupling na dulot ng mataas na operating fundamental frequency, ang pangunahing direksyon ng pananaliksik sa kasalukuyan ay ang mga diskarte sa pagkontrol ng decoupling. Ang mga diskarte sa kontrol ng decoupling na kasalukuyang pinag-aaralan ay maaaring pangunahing nahahati sa mga diskarte sa pagkontrol ng decoupling na nakabatay sa modelo, mga diskarte sa pagkontrol ng decoupling na nakabatay sa disturbance, at mga kumplikadong diskarte sa pagkontrol ng decoupling na batay sa vector regulator. Pangunahing kasama sa mga diskarte sa pagkontrol ng decoupling na nakabatay sa modelo ang feedforward decoupling at feedback decoupling, ngunit ang diskarteng ito ay sensitibo sa mga parameter ng motor at maaari pa ngang humantong sa kawalan ng katatagan ng system sa mga kaso ng malalaking error sa parameter, at hindi makakamit ang kumpletong decoupling. Nililimitahan ng mahinang dynamic na decoupling performance ang saklaw ng application nito. Ang huling dalawang diskarte sa pagkontrol ng decoupling ay kasalukuyang mga hotspot ng pananaliksik.
3. Delay Compensation Technology para sa High Speed Motor Systems
Ang teknolohiyang kontrol ng decoupling ay maaaring epektibong malutas ang problema sa pagkabit ng mga high-speed motor drive system, ngunit ang link ng pagkaantala na ipinakilala sa pamamagitan ng pagkaantala ay umiiral pa rin, kaya ang epektibong aktibong kabayaran para sa pagkaantala ng system ay kinakailangan. Sa kasalukuyan, mayroong dalawang pangunahing aktibong diskarte sa kompensasyon para sa pagkaantala ng system: mga diskarte sa kompensasyon batay sa modelo at mga diskarte sa independiyenteng kompensasyon na modelo.
Bahagi 03 Konklusyon sa Pananaliksik
Batay sa kasalukuyang mga nagawa ng pananaliksik samataas na bilis ng motordrive teknolohiya sa akademikong komunidad, na sinamahan ng mga umiiral na mga problema, ang pagbuo at pananaliksik direksyon ng high-speed motors higit sa lahat ay kinabibilangan ng: 1) pananaliksik sa tumpak na hula ng mataas na pangunahing dalas kasalukuyan at aktibong compensation pagkaantala kaugnay na mga isyu; 3) Magsaliksik tungkol sa mataas na dynamic na performance control algorithm para sa mga high-speed na motor; 4) Pananaliksik tungkol sa tumpak na pagtatantya ng posisyon ng sulok at buong bilis ng modelo ng pagtatantya ng posisyon ng rotor ng domain para sa mga ultra high speed na motor; 5) Magsaliksik sa buong teknolohiya ng kompensasyon para sa mga error sa mga modelo ng pagtatantya ng posisyon ng motor na may mataas na bilis; 6) Pananaliksik sa High Frequency at High Loss ng High Speed Motor Power Topology.
Oras ng post: Okt-24-2023
