Мотори велике брзинепривлаче све већу пажњу због својих очигледних предности као што су велика густина снаге, мала величина и тежина, као и висока радна ефикасност. Ефикасан и стабилан погонски систем је кључ за потпуно искоришћавање одличних перформансимотори велике брзинеОвај чланак углавном анализира тешкоћемотор велике брзинетехнологију погона са аспеката стратегије управљања, процене углова и пројектовања топологије снаге, и сумира тренутне резултате истраживања у земљи и иностранству. Након тога, сумира и предвиђа тренд развојамотор велике брзинетехнологија погона.
Део 02 Садржај истраживања
Мотори велике брзинеИмају многе предности као што су велика густина снаге, мала запремина и тежина, као и висока радна ефикасност. Широко се користе у областима као што су ваздухопловство, национална одбрана и безбедност, производња и свакодневни живот, и данас су неопходан истраживачки садржај и правац развоја. У применама са великим брзим оптерећењем као што су електрична вретена, турбомашине, микро гасне турбине и складиштење енергије замајца, примена мотора великих брзина може постићи структуру директног погона, елиминисати уређаје са променљивом брзином, значајно смањити запремину, тежину и трошкове одржавања, уз значајно побољшање поузданости, и има изузетно широке могућности примене.Мотори велике брзинеобично се односе на брзине веће од 10 кр/мин или вредности тежине (производ брзине и квадратног корена снаге) веће од 1 × Мотор од 105 је приказан на слици 1, која упоређује релевантне податке неких репрезентативних прототипова брзих мотора како у земљи тако и у иностранству. Испрекидана линија на слици 1 је ниво тежине 1 × 105, итд.
1,Тешкоће у технологији погона мотора велике брзине
1. Проблеми са стабилношћу система на високим основним фреквенцијама
Када је мотор у стању високе основне радне фреквенције, због ограничења као што су време аналогно-дигиталне конверзије, време извршавања алгоритма дигиталног контролера и фреквенција пребацивања инвертора, носећа фреквенција система погона мотора велике брзине је релативно ниска, што резултира значајним смањењем радних перформанси мотора.
2. Проблем високопрецизне процене положаја ротора у основној фреквенцији
Током рада великом брзином, тачност положаја ротора је кључна за оперативне перформансе мотора. Због ниске поузданости, велике величине и високе цене механичких сензора положаја, алгоритми без сензора се често користе у системима управљања моторима велике брзине. Међутим, под условима високе основне фреквенције рада, употреба алгоритама без сензора положаја је подложна неидеалним факторима као што су нелинеарност инвертора, просторни хармоници, филтери петљи и одступања параметара индуктивности, што резултира значајним грешкама у процени положаја ротора.
3. Сузбијање таласања у системима погона мотора велике брзине
Мала индуктивност брзих мотора неизбежно доводи до проблема великог таласања струје. Додатни губици бакра, губици гвожђа, таласање обртног момента и вибрациона бука изазвана великим таласањем струје могу значајно повећати губитке система брзих мотора, смањити перформансе мотора, а електромагнетне сметње изазване високом вибрационом буком могу убрзати старење погонског уређаја. Горе наведени проблеми значајно утичу на перформансе система брзих мотора, а оптимизација дизајна хардверских кола са малим губицима је кључна за системе брзих мотора. Укратко, дизајн система брзих мотора захтева свеобухватно разматрање више фактора, укључујући спрезање струјне петље, кашњење система, грешке параметара и техничке потешкоће као што је сузбијање таласања струје. То је веома сложен процес који поставља високе захтеве на стратегије управљања, тачност процене положаја ротора и дизајн топологије напајања.
2、 Стратегија управљања за систем погона мотора велике брзине
1. Моделирање система управљања брзим мотором
Карактеристике високе радне основне фреквенције и ниског односа носеће фреквенције у системима погона брзих мотора, као и утицај спрезања мотора и кашњења на систем, не могу се игнорисати. Стога, узимајући у обзир два главна фактора, моделирање и анализа реконструкције система погона брзих мотора је кључ за даље побољшање перформанси вожње брзих мотора.
2. Технологија управљања раздвајањем за моторе велике брзине
Најшире коришћена технологија у високоперформансним системима за погон мотора је FOC контрола. Као одговор на озбиљан проблем спрезања изазван високом основном фреквенцијом рада, главни правац истраживања тренутно су стратегије управљања раздвајањем. Стратегије управљања раздвајањем које се тренутно проучавају могу се углавном поделити на стратегије управљања раздвајањем засноване на моделима, стратегије управљања раздвајањем засноване на компензацији поремећаја и стратегије управљања раздвајањем засноване на сложеним векторским регулаторима. Стратегије управљања раздвајањем засноване на моделима углавном укључују раздвајање унапред и раздвајање повратном спрегом, али ова стратегија је осетљива на параметре мотора и може чак довести до нестабилности система у случајевима великих грешака параметара и не може постићи потпуно раздвајање. Лоше динамичке перформансе раздвајања ограничавају њен опсег примене. Последње две стратегије управљања раздвајањем су тренутно жаришта истраживања.
3. Технологија компензације кашњења за системе мотора велике брзине
Технологија управљања раздвајањем може ефикасно решити проблем спрезања система погона мотора велике брзине, али веза кашњења коју уводи кашњење и даље постоји, тако да је потребна ефикасна активна компензација кашњења система. Тренутно постоје две главне стратегије активне компензације кашњења система: стратегије компензације засноване на моделу и стратегије компензације независне од модела.
Део 03 Закључак истраживања
На основу тренутних истраживачких достигнућа умотор велике брзинеТехнологија погона у академској заједници, у комбинацији са постојећим проблемима, правци развоја и истраживања брзих мотора углавном укључују: 1) истраживање прецизног предвиђања проблема везаних за струју високе основне фреквенције и кашњење активне компензације; 3) истраживање алгоритама управљања високим динамичким перформансама за брзе моторе; 4) истраживање прецизне процене положаја угла и модела процене положаја ротора у домену пуне брзине за ултрабрзе моторе; 5) истраживање технологије пуне компензације за грешке у моделима процене положаја брзих мотора; 6) истраживање топологије снаге брзих мотора са високим фреквенцијама и великим губицима.
Време објаве: 24. октобар 2023.
