I. Adhbhar agus cudromachd tomhas ionduchtachd sioncronaich
(1) Adhbhar Tomhas nam Paramadairean airson Ion-ghlacadh Sioncronach (i.e. Ion-ghlacadh Tarsainn-ais)
’S e paramadairean an ionduchtachd AC agus DC an dà pharamadair as cudromaiche ann am motair sioncronaich le magnet maireannach. ’S e an togail ceart an ro-riatanas agus am bunait airson àireamhachadh feartan motair, atharrais fiùghantach agus smachd astair. Faodar an ionduchtachd sioncronaich a chleachdadh gus mòran fheartan seasmhach obrachadh a-mach leithid factar cumhachd, èifeachdas, torque, sruth armature, cumhachd agus paramadairean eile. Anns an t-siostam smachd motair magnet maireannach a’ cleachdadh smachd vectar, tha paramadairean an inductor sioncronaich an sàs gu dìreach anns an algairim smachd, agus tha toraidhean an rannsachaidh a’ sealltainn, anns an roinn magnetach lag, gum faod neo-chruinneas paramadairean a’ motair leantainn gu lùghdachadh mòr ann an torque agus cumhachd. Tha seo a’ sealltainn cho cudromach sa tha paramadairean an inductor sioncronaich.
(2) Duilgheadasan ri thoirt fa-near ann a bhith a’ tomhas ionduchtachd sioncronaich
Gus dùmhlachd cumhachd àrd fhaighinn, bidh structar motaran sioncronaich le maighnead maireannach gu tric air a dhealbhadh gus a bhith nas iom-fhillte, agus tha cuairt magnetach a’ motair nas sàthaichte, agus mar thoradh air sin bidh paramadair an ionduchtachd sioncronaich aig a’ motair ag atharrachadh le sàthadh a’ chuairt magnetaich. Ann am faclan eile, bidh na paramadairean ag atharrachadh le suidheachaidhean obrachaidh a’ motair, gu tur leis nach urrainn do na suidheachaidhean obrachaidh ainmichte de na paramadairean ionduchtachd sioncronaich nàdar paramadairean a’ motair a nochdadh gu ceart. Mar sin, tha e riatanach luachan an ionduchtachd a thomhas fo dhiofar shuidheachaidhean obrachaidh.
2. dòighean tomhais inductance sioncronaich motair magnet maireannach
Tha am pàipear seo a’ cruinneachadh diofar dhòighean airson ionduchtachd sioncronaich a thomhas agus a’ dèanamh coimeas agus mion-sgrùdadh mionaideach orra. Faodar na dòighean seo a sheòrsachadh gu garbh ann an dà phrìomh sheòrsa: deuchainn luchd dìreach agus deuchainn statach neo-dhìreach. Tha deuchainn statach air a roinn tuilleadh ann an deuchainn statach AC agus deuchainn statach DC. An-diugh, mìnichidh a’ chiad chuibhreann de na “Modhan Deuchainn Ionduchtachaidh Sioncronaich” againn an dòigh deuchainn luchd.
Tha litreachas [1] a’ toirt a-steach prionnsapal modh luchd dìreach. Mar as trice, faodar motaran magnet maireannach a sgrùdadh le bhith a’ cleachdadh teòiridh an ath-bhualadh dùbailte gus an obrachadh luchd aca a sgrùdadh, agus tha diagraman ìre obrachadh an gineadair agus a’ motair air an sealltainn ann am Figear 1 gu h-ìosal. Tha ceàrn cumhachd θ a’ ghineadair deimhinneach le E0 nas àirde na U, tha ceàrn factar cumhachd φ deimhinneach le I nas àirde na U, agus tha ceàrn factar cumhachd a-staigh ψ deimhinneach le E0 nas àirde na I. Tha ceàrn cumhachd θ a’ motair deimhinneach le U nas àirde na E0, tha ceàrn factar cumhachd φ deimhinneach le U nas àirde na I, agus tha ceàrn factar cumhachd a-staigh ψ deimhinneach le I nas àirde na E0.
Figear 1 Diagram ìre de obrachadh motair sioncronaich le maighnead maireannach
(a) Staid a’ ghineadair (b) Staid a’ motair
A rèir an diagram ìre seo, gheibhear: nuair a bhios am motair magnet maireannach ag obrachadh luchd, nuair a thèid feachd electromotive brosnachaidh gun luchd a thomhas E0, bholtaids crìochnachaidh an armature U, sruth I, ceàrn factar cumhachd φ agus ceàrn cumhachd θ agus mar sin air adhart, gheibhear sruth armature an ais dhìreach, co-phàirt thar-ais Id = Isin (θ - φ) agus Iq = Icos (θ - φ), agus an uairsin gheibhear Xd agus Xq bhon cho-aontar a leanas:
Nuair a bhios an gineadair ag obair:
Xd=[E0-Ucosθ-IR1cos(θ-φ)]/Id (1)
Xq=[Usinθ+IR1sin(θ-φ)]/Iq(2)
Nuair a bhios am motair a’ ruith:
Xd=[E0-Ucosθ+IR1cos(θ-φ)]/Id (3)
Xq=[Usinθ-IR1sin(θ-φ)]/Iq (4)
Bidh paramadairean staid sheasmhach motaran sioncronaich le maighnead maireannach ag atharrachadh mar a bhios suidheachaidhean obrachaidh a’ motair ag atharrachadh, agus nuair a dh’atharraicheas sruth an armature, bidh an dà chuid Xd agus Xq ag atharrachadh. Mar sin, nuair a bhios tu a’ dearbhadh nam paramadairean, bi cinnteach gun comharraich thu cuideachd suidheachaidhean obrachaidh a’ motair. (Meud sruth shailean eile is dìreach no sruth stator agus ceàrn factar cumhachd a-staigh)
Tha am prìomh dhuilgheadas nuair a thathar a’ tomhas nam paramadairean inntrigidh leis an dòigh luchd dìreach na laighe ann an tomhas ceàrn a’ chumhachd θ. Mar a tha fios againn, is e an diofar ceàrn ìre eadar bholtaids crìochnachaidh a’ motair U agus an fheachd electromotive brosnachaidh a th’ ann. Nuair a bhios am motair ag obair gu seasmhach, faodar am bholtaids crìochnachaidh fhaighinn gu dìreach, ach chan urrainnear E0 fhaighinn gu dìreach, agus mar sin chan urrainnear fhaighinn ach le dòigh neo-dhìreach gus comharra ùineil fhaighinn leis an aon tricead ri E0 agus diofar ìre stèidhichte gus E0 a chur na àite gus coimeas ìre a dhèanamh leis a’ bholtaids crìochnachaidh.
Is iad na dòighean traidiseanta neo-dhìreach:
1) Ann an sliotan armature a’ motair fo dheuchainn, cuir beagan thionndaidhean de uèir mhìn mar choil tomhais agus lùbadh tùsail a’ motair, gus an aon ìre fhaighinn leis a’ chomharra coimeas bholtaids fo dheuchainn lùbadh a’ motair, agus faodar coimeas a dhèanamh eadar ceàrn factar cumhachd.
2) Stàlaich motair sioncronaich air seafta a’ motair fo dheuchainn a tha co-ionann ris a’ motair fo dheuchainn. Tha an dòigh tomhais ìre bholtaids [2], a thèid a mhìneachadh gu h-ìosal, stèidhichte air a’ phrionnsapal seo. Tha an diagram ceangail deuchainneach air a shealltainn ann am Figear 2. Is e an TSM am motair sioncronaich magnet maireannach fo dheuchainn, is e an ASM motair sioncronaich co-ionann a tha a dhìth a bharrachd, is e am PM am prìomh ghluasadair, a dh’ fhaodadh a bhith na motair sioncronaich no na motair DC, is e B am breic, agus is e an DBO oscilloscop dà-bhìom. Tha na h-ìrean B agus C den TSM agus ASM ceangailte ris an oscilloscop. Nuair a tha an TSM ceangailte ri solar cumhachd trì-ìrean, gheibh an oscilloscop na comharran VTSM agus E0ASM. leis gu bheil an dà motair co-ionann agus a’ rothladh gu sioncronaich, tha comas-cùil gun luchd TSM an deuchainniche agus comas-cùil gun luchd an ASM, a bhios ag obair mar ghineadair, E0ASM, ann an ìre. Mar sin, faodar an ceàrn cumhachd θ, i.e., an diofar ìre eadar VTSM agus E0ASM, a thomhas.
Figear 2 Diagram uèiridh deuchainneach airson ceàrn cumhachd a thomhas
Chan eil an dòigh seo air a chleachdadh gu tric, gu h-àraidh air sgàth: 1. Tha motair sioncronaich beag no claochladair rothlach air a chuir a-steach don t-slat rotor a dh’ fheumar a thomhas le dà cheann sìnte a-mach aig a’ motair, rud a tha tric duilich a dhèanamh. 2. Tha cruinneas tomhais ceàrn a’ chumhachd an urra gu ìre mhòr air susbaint àrd harmonic an VTSM agus E0ASM, agus ma tha an susbaint harmonic an ìre mhath mòr, thèid cruinneas an tomhais a lùghdachadh.
3) Gus cruinneas deuchainn ceàrn cumhachd agus furasta a chleachdadh a leasachadh, a-nis barrachd cleachdaidh de mothachairean suidheachaidh gus comharra suidheachaidh an rotor a lorg, agus an uairsin coimeas ìre leis an dòigh-obrach bholtaids deireadh
Is e am prionnsapal bunaiteach diosc foto-electric a tha air a dhealbhadh no air a nochdadh a chuir a-steach air seafta a’ motair sioncronaich magnet maireannach a chaidh a thomhas, an àireamh de thuill air an sgaoileadh gu cothromach air an diosc no comharran dubh is geal agus an àireamh de chàraidean pòla den motair sioncronaich fo dheuchainn. Nuair a bhios an diosc a’ tionndadh aon chuairt leis a’ motair, bidh an sensor foto-electric a’ faighinn comharran suidheachadh rotor p agus a’ gineadh cuislean bholtaids ìosal p. Nuair a bhios am motair ag obair gu sioncronaich, tha tricead a’ chomharra suidheachaidh rotor seo co-ionann ri tricead bholtaids crìochnachaidh an armature, agus tha an ìre aige a’ nochdadh ìre feachd electromotive brosnachaidh. Tha an comharra cuisle sioncronaich air a mheudachadh le bhith a’ cumadh, a’ gluasad ìre agus bholtaids armature a’ motair deuchainn airson coimeas ìre gus an diofar ìre fhaighinn. Suidhich nuair a bhios am motair ag obair gun luchd, is e an diofar ìre θ1 (tuairmseach gu bheil ceàrn cumhachd θ = 0 aig an àm seo), nuair a bhios an luchd ag obair, is e θ2 an diofar ìre, agus an uairsin is e an diofar ìre θ2 - θ1 luach ceàrn cumhachd luchd motair sioncronaich magnet maireannach a chaidh a thomhas. Tha an diagram sgemataig air a shealltainn ann am Figear 3.
Figear 3 Diagram sgemataigeach de thomhas ceàrn cumhachd
Leis gu bheil e nas duilghe diosc foto-dealain a bhith còmhdaichte gu cothromach le comharra dubh is geal, agus nuair a thèid pòlaichean motair sioncronaich a’ mhaighneit mhaireannach a thomhas aig an aon àm, chan urrainnear an diosc a chomharrachadh le chèile. Airson sìmplidheachd, faodar deuchainn a dhèanamh cuideachd air siaft dràibhidh motair magnet maireannach air a phasgadh ann an cearcall de theip dhubh, còmhdaichte le comharra geal, agus an stòr solais mothachaidh foto-dealain meòrachail a bhios a’ sgaoileadh bhon t-solas a chruinnicheas sa chearcall seo air uachdar an teip. San dòigh seo, le gach tionndadh den motair, bidh an transistor mothachail air solas a’ faighinn solas meòrachail agus a’ giùlan aon uair, agus mar thoradh air sin bidh comharra cuisle dealain ann, às dèidh a mheudachadh agus a chumadh gus comharra coimeas E1 fhaighinn. Bho cheann lùbach armature motair deuchainn sam bith, sìos leis an inneal-atharrachaidh bholtaids PT gu bholtaids ìosal, air a chur chun choimeasair bholtaids, a’ cruthachadh comharra cuisle bholtaids U1 a tha a’ riochdachadh ìre ceart-cheàrnach. A rèir tricead roinn-p U1, gus coimeas a dhèanamh eadar an ìre agus an coimeasair ìre leis an eadar-dhealachadh ìre leis an t-soidhne. A rèir tricead roinn-p U1, gus coimeas a dhèanamh eadar an diofar ìre agus an comharra leis an coimeasair ìre.
Is e an easbhaidh a tha aig an dòigh tomhais ceàrn cumhachd gu h-àrd gum feumar an diofar eadar an dà thomhas a dhèanamh gus ceàrn a’ chumhachd fhaighinn. Gus an dà mheud a thoirt air falbh a sheachnadh agus an cruinneas a lughdachadh, ann an tomhas an eadar-dhealachaidh ìre luchd θ2, tionndadh comharra U2, is e an diofar ìre a chaidh a thomhas θ2'=180 ° - θ2, ceàrn a’ chumhachd θ=180 ° - (θ1 + θ2'), a bhios ag atharrachadh an dà mheud bho thoirt air falbh na h-ìre chun an cur-ris. Tha diagram meud na h-ìre air a shealltainn ann am Figear 4.
Figear 4 Prionnsabal dòigh cur-ris ìrean airson eadar-dhealachadh ìrean obrachadh a-mach
Is e dòigh leasaichte eile nach eil a’ cleachdadh roinneadh tricead comharra tonn-tonn ceart-cheàrnach bholtaids, ach a’ cleachdadh meanbh-choimpiutair gus tonn-tonn an t-soidhne a chlàradh aig an aon àm, fa leth, tron eadar-aghaidh cuir-a-steach, a’ clàradh tonn-tonn comharran bholtaids gun luchd agus suidheachadh an rotor U0, E0, a bharrachd air comharran bholtaids luchd agus suidheachadh an rotor U1, E1, agus an uairsin a’ gluasad tonn-tonn an dà chlàradh an coimeas ri chèile gus am bi tonn-tonn an dà chomharra tonn-tonn ceart-cheàrnach bholtaids gu tur a’ dol thairis air a chèile, nuair a tha an diofar ìre eadar an dà chomharra rotor a’ ciallachadh ceàrn a’ chumhachd; no ma ghluaiseas tu an tonn-tonn gus am bi an dà chomharra suidheachadh rotor a’ tighinn còmhla, is e an ceàrn cumhachd an diofar ìre eadar an dà chomharra bholtaids.
Bu chòir a thoirt fa-near, nuair a bhios motair sioncronaich le magnet maireannach ag obair gun luchd, nach eil ceàrn a’ chumhachd neoni, gu h-àraidh airson motaran beaga. Air sgàth call gun luchd (a’ gabhail a-steach call copair stator, call iarainn, call meacanaigeach, call seachranach) nuair a bhios e ag obair gun luchd, bidh sin an ìre mhath mòr. Ma smaoinicheas tu gu bheil ceàrn a’ chumhachd gun luchd neoni, bidh mearachd mhòr ann an tomhas ceàrn a’ chumhachd. Faodar seo a chleachdadh gus dèanamh cinnteach gu bheil am motair DC a’ ruith ann an staid a’ motair, agus gu bheil stiùireadh an stiùiridh agus stiùireadh a’ motair deuchainn co-chòrdail. Leis a’ motair DC, faodaidh am motair DC ruith san aon staid, agus faodar am motair DC a chleachdadh mar motair deuchainn. Faodaidh seo dèanamh cinnteach gu bheil am motair DC a’ ruith ann an staid a’ motair, agus gu bheil stiùireadh a’ motair deuchainn co-chòrdail ris a’ motair DC gus a h-uile call seafta den motair deuchainn a thoirt seachad (a’ gabhail a-steach call iarainn, call meacanaigeach, call seachranach, msaa). Is e an dòigh breithneachaidh gu bheil cumhachd cuir a-steach a’ motair deuchainn co-ionann ri caitheamh copair an stator, is e sin, P1 = pCu, agus tha am bholtadh agus an sruth ann an ìre. An turas seo tha an θ1 a chaidh a thomhas a’ freagairt ri ceàrn cumhachd neoni.
Geàrr-chunntas: buannachdan an dòigh seo:
① Faodaidh an dòigh luchd dìreach an ionduchtachd sàthaidh staid sheasmhach a thomhas fo dhiofar staidean luchd, agus chan fheum e ro-innleachd smachd, a tha furasta a thuigsinn agus sìmplidh.
Leis gu bheil an tomhas air a dhèanamh dìreach fo luchd, faodar buaidh an t-sàthaidh agus buaidh an t-sruth dì-mhagnachaidh air paramadairean an ionduchtais a thoirt fa-near.
Eas-bhuannachdan an dòigh seo:
① Feumaidh an dòigh luchdaidh dhìreach barrachd mheudan a thomhas aig an aon àm (bholtaids trì-ìrean, sruth trì-ìrean, ceàrn factar cumhachd, msaa.), tha tomhas ceàrn a’ chumhachd nas duilghe, agus tha buaidh dhìreach aig cruinneas deuchainn gach meud air cruinneas àireamhachadh paramadair, agus tha e furasta gach seòrsa mearachd a chruinneachadh anns an deuchainn paramadair. Mar sin, nuair a thathar a’ cleachdadh an dòigh luchdaidh dhìreach gus na paramadairean a thomhas, bu chòir aire a thoirt don mhion-sgrùdadh mearachd, agus cruinneas nas àirde a thaghadh airson an ionnstramaid deuchainn.
② Tha luach feachd electromotive brosnachaidh E0 san dòigh tomhais seo air a chur an àite gu dìreach le bholtaids crìochnachaidh a’ motair aig gun luchd, agus tha mearachdan nàdarrach ag adhbhrachadh leis an tuairmse seo cuideachd. Leis gu bheil puing obrachaidh a’ mhagnait mhaireannach ag atharrachadh leis an luchd, agus tha sin a’ ciallachadh aig diofar shruthan stator, gu bheil an treòiteachd agus dùmhlachd sruthadh a’ mhagnait mhaireannach eadar-dhealaichte, agus mar sin tha an fheachd electromotive brosnachaidh a thig às eadar-dhealaichte cuideachd. San dòigh seo, chan eil e glè chruinn feachd electromotive brosnachaidh fo chumha luchd a chur an àite feachd electromotive brosnachaidh aig gun luchd.
Tùsan
[1] Tang Renyuan et al. Teòiridh agus dealbhadh motair maireannach ùr-nodha. Beijing: Machinery Industry Press. Am Màrt 2011
[2] JF Gieras, M. Wing. Teicneòlas, Dealbhadh agus Cleachdaidhean Motair Maighnead Maireannach, 2na deas. New York: Marcel Dekker, 2002:170~171
Dlighe-sgrìobhaidh: 'S e ath-chlò-bhualadh den cheangal tùsail a th' anns an artaigil seo de WeChat public number motor peek (电机极客).https://mp.weixin.qq.com/s/Swb2QnApcCWgbLlt9jMp0A
Chan eil an t-artaigil seo a’ riochdachadh beachdan na companaidh againn. Ma tha beachdan no seallaidhean eadar-dhealaichte agad, cuir ceart sinn!
Àm puist: 18 Iuchar 2024