Мотори велике брзинедобијају све већу пажњу због својих очигледних предности као што су велика густина снаге, мала величина и тежина и висока радна ефикасност.Ефикасан и стабилан погонски систем је кључ за потпуно коришћење одличних перформансибрзи мотори.Овај чланак углавном анализира потешкоћебрзи моторпокреће технологију са аспеката стратегије управљања, процене угла и дизајна топологије снаге, и сумира тренутне резултате истраживања у земљи и иностранству.Након тога, резимира и предвиђа тренд развојабрзи моторпогонска технологија.
Део 02 Садржај истраживања
Мотори велике брзинеимају многе предности као што су велика густина снаге, мала запремина и тежина и висока радна ефикасност.Они се широко 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 апликацијама оптерећења при великим брзинама као што су електрична вретена, турбомашине, микро гасне турбине и складиште енергије замајца, применом мотора велике брзине може се постићи директна погонска структура, елиминисати уређаји са променљивом брзином, значајно смањити запремину, тежину и трошкове одржавања , док значајно побољшава поузданост и има изузетно широке изгледе за примену.Мотори велике брзинеобично се односе на брзине веће од 10кр/мин или вредности тежине (производ брзине и квадратног корена снаге) веће од 1 × Мотор од 105 приказан је на слици 1, која упоређује релевантне податке неких репрезентативних прототипова брзих мотора у земљи. и међународно.Испрекидана линија на слици 1 је ниво тежине 1 × 105, итд
1、Потешкоће у технологији погона мотора велике брзине
1. Проблеми стабилности система на високим основним фреквенцијама
Када је мотор у високом оперативном стању основне фреквенције, због ограничења као што су време аналогно-дигиталне конверзије, време извршења алгоритма дигиталног контролера и фреквенција пребацивања инвертора, носећа фреквенција система за брзи мотор је релативно ниска. , што резултира значајним смањењем радних перформанси мотора.
2. Проблем прецизне процене положаја ротора у основној фреквенцији
Током рада при великим брзинама, тачност положаја ротора је кључна за радне перформансе мотора.Због ниске поузданости, велике величине и високе цене механичких сензора положаја, алгоритми без сензора се често користе у системима за контролу мотора велике брзине.Међутим, у условима високе радне основне фреквенције, употреба алгоритама без сензора положаја подложна је неидеалним факторима као што су нелинеарност претварача, просторни хармоници, филтери петље и одступања параметара индуктивности, што доводи до значајних грешака у процени положаја ротора.
3. Сузбијање таласа у системима погона мотора велике брзине
Мала индуктивност мотора велике брзине неизбежно доводи до проблема великог таласања струје.Додатни губитак бакра, губитак гвожђа, таласање обртног момента и вибрацијска бука узрокована таласом велике струје могу у великој мери повећати губитке система мотора велике брзине, смањити перформансе мотора, а електромагнетне сметње изазване буком високе вибрације могу убрзати старење мотора. возач.Горе наведени проблеми у великој мери утичу на перформансе погонских система велике брзине, а оптимизацијски дизајн хардверских кола са малим губицима је кључан за системе погона мотора велике брзине.Укратко, дизајн система погона мотора велике брзине захтева свеобухватно разматрање више фактора, укључујући спрезање струјне петље, кашњење система, грешке у параметрима и техничке потешкоће као што је сузбијање таласа струје.То је веома сложен процес који поставља високе захтеве за стратегије управљања, тачност процене положаја ротора и дизајн топологије снаге.
2、 Стратегија управљања за систем погона мотора велике брзине
1. Моделирање система управљања мотором велике брзине
Не могу се занемарити карактеристике високе радне основне фреквенције и ниског односа носеће фреквенције у брзим моторним погонским системима, као и утицај спреге мотора и кашњења на систем.Стога, имајући у виду два главна фактора, моделирање и анализа реконструкције брзих моторних погонских система је кључ за даље побољшање перформанси вожње брзих мотора.
2. Технологија управљања одвајањем за моторе велике брзине
Најраспрострањенија технологија у моторним погонским системима високих перформанси је ФОЦ контрола.Као одговор на озбиљан проблем упаривања узрокован високом радном основном фреквенцијом, главни правац истраживања тренутно је раздвајање контролних стратегија.Стратегије контроле раздвајања које се тренутно проучавају могу се углавном поделити на стратегије управљања раздвајања засноване на моделу, стратегије управљања раздвајања засноване на компензацији сметњи и стратегије управљања раздвајања засноване на комплексном векторском регулатору.Стратегије управљања раздвајањем засноване на моделу углавном укључују раздвајање унапред и повратне спреге, 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 перформансе динамичког раздвајања ограничавају опсег његове примене.Последње две стратегије контроле раздвајања су тренутно жаришта истраживања.
3. Технологија компензације кашњења за системе мотора велике брзине
Технологија контроле раздвајања може ефикасно да реши проблем спајања брзих моторних погонских система, али веза за кашњење уведена кашњењем и даље постоји, тако да је потребна ефикасна активна компензација за кашњење система.Тренутно постоје две главне активне стратегије компензације за кашњење система: стратегије компензације засноване на моделу и стратегије компензације независне од модела.
Део 03 Закључак истраживања
На основу досадашњих истраживачких достигнућа убрзи моторпогонска технологија у академској заједници, у комбинацији са постојећим проблемима, развој и правци истраживања брзих мотора углавном обухватају: 1) истраживање о прецизном предвиђању струје високе основне фреквенције и питања везаних за активну компензацију кашњења;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 ултра велике брзине мотора;5) Истраживање технологије пуне компензације грешака у моделима за процену положаја мотора велике брзине;6) Истраживање високе фреквенције и великог губитка топологије снаге мотора велике брзине.
Време поста: 24.10.2023