Mezi enduktans senkron nan motè leman pèmanan

I. Objektif ak siyifikasyon mezire enduktans senkron
(1) Objektif pou mezire paramèt enduktans senkron (sa vle di enduktans kwa-aks)
Paramèt enduktans AC ak DC yo se de paramèt ki pi enpòtan nan yon motè senkron leman pèmanan. Akizisyon egzak yo se prérequis ak fondasyon pou kalkil karakteristik motè, simulation dinamik ak kontwòl vitès. Enduktans senkron an ka itilize pou kalkile anpil pwopriyete eta fiks tankou faktè puisans, efikasite, koupl, kouran zam, puisans ak lòt paramèt. Nan sistèm kontwòl motè leman pèmanan ki itilize kontwòl vektè, paramèt enduktans senkron yo patisipe dirèkteman nan algorithm kontwòl la, epi rezilta rechèch yo montre ke nan rejyon mayetik fèb la, enpresizyon paramèt motè yo ka mennen nan yon rediksyon siyifikatif nan koupl ak puisans. Sa montre enpòtans paramèt enduktans senkron yo.
(2) Pwoblèm pou note lè w ap mezire enduktans senkron
Pou jwenn yon dansite puisans ki wo, estrikti motè senkron leman pèmanan yo souvan fèt pou yo pi konplèks, epi sikwi mayetik motè a pi satire, sa ki lakòz paramèt enduktans senkron motè a varye ak saturation sikwi mayetik la. Nan lòt mo, paramèt yo ap chanje ak kondisyon fonksyònman motè a, nèt ak kondisyon fonksyònman nominal paramèt enduktans senkron yo pa ka reflete avèk presizyon nati paramèt motè a. Se poutèt sa, li nesesè pou mezire valè enduktans yo anba diferan kondisyon fonksyònman.
2. Metòd mezi enduktans senkron motè leman pèmanan
Atik sa a rasanble plizyè metòd pou mezire enduktans senkron epi li fè yon konparezon ak analiz detaye sou yo. Metòd sa yo ka klase an jeneral an de kalite prensipal: tès chaj dirèk ak tès estatik endirèk. Tès estatik la divize an tès estatik AC ak tès estatik DC. Jodi a, premye pati "Metòd Tès Enduktans Senkron" nou an pral eksplike metòd tès chaj la.

Literati [1] prezante prensip metòd chaj dirèk la. Anjeneral, yo ka analize motè leman pèmanan yo lè l sèvi avèk teyori doub reyaksyon an pou analize operasyon chaj yo, epi dyagram faz operasyon jeneratè ak motè yo montre nan Figi 1 anba a. Ang puisans θ jeneratè a pozitif lè E0 depase U, ang faktè puisans φ pozitif lè I depase U, epi ang faktè puisans entèn ψ pozitif lè E0 depase I. Ang puisans θ motè a pozitif lè U depase E0, ang faktè puisans φ pozitif lè U depase I, epi ang faktè puisans entèn ψ pozitif lè I depase E0.

Fig. 1 Dyagram faz fonksyònman motè senkron leman pèmanan
(a) Eta jeneratè a (b) Eta motè a

Selon dyagram faz sa a, nou ka jwenn: lè motè leman pèmanan an ap fonksyone anba chaj, nou mezire fòs elektwomotè eksitasyon san chaj E0, vòltaj tèminal zam U, kouran I, ang faktè puisans φ ak ang puisans θ, elatriye. Nou ka jwenn kouran zam sou aks dwat la, konpozan aks kwaze Id = Isin (θ - φ) ak Iq = Icos (θ - φ), alò nou ka jwenn Xd ak Xq apati ekwasyon sa a:

Lè dèlko a ap mache:

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

Lè motè a ap mache:

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

Paramèt eta fiks motè senkron leman pèmanan yo chanje lè kondisyon fonksyònman motè a chanje, epi lè kouran zam nan chanje, tou de Xd ak Xq chanje. Se poutèt sa, lè w ap detèmine paramèt yo, asire w ou endike tou kondisyon fonksyònman motè a. (Kantite kouran altènatif ak dirèk arbr oswa kouran stator ak ang faktè pouvwa entèn)

Difikilte prensipal la lè w ap mezire paramèt endiktif yo avèk metòd chaj dirèk la se mezi ang puisans θ a. Jan nou konnen, se diferans ang faz ki genyen ant vòltaj tèminal motè U a ak fòs elektwomotè eksitasyon an. Lè motè a ap fonksyone byen, ou ka jwenn vòltaj final la dirèkteman, men ou pa ka jwenn E0 dirèkteman, kidonk ou ka sèlman jwenn li avèk yon metòd endirèk pou jwenn yon siyal peryodik ak menm frekans ak E0 epi yon diferans faz fiks pou ranplase E0 pou fè yon konparezon faz ak vòltaj final la.

Metòd endirèk tradisyonèl yo se:
1) Nan fant zam motè ki anba tès la, antere anplasman an epi sèvi ak plizyè vire fil fen bobin orijinal motè a kòm yon bobin mezi. Pou jwenn menm faz ak bobin motè ki anba tès la, siyal konparezon vòltaj la ka jwenn atravè konparezon ang faktè pouvwa a.
2) Enstale yon motè senkron sou arbr motè k ap teste a ki idantik ak motè k ap teste a. Metòd mezi faz vòltaj la [2], ki pral dekri anba a, baze sou prensip sa a. Dyagram koneksyon eksperimantal la montre nan Figi 2. TSM a se motè senkron leman pèmanan k ap teste a, ASM a se yon motè senkron idantik ki nesesè anplis, PM a se motè prensipal la, ki ka swa yon motè senkron oswa yon motè DC, B se fren an, epi DBO a se yon osiloskòp doub gwo bout bwa. Faz B ak C TSM ak ASM yo konekte ak osiloskòp la. Lè TSM a konekte ak yon ekipman pou pouvwa twa faz, osiloskòp la resevwa siyal VTSM ak E0ASM yo. Piske de motè yo idantik epi yo vire senkronize, potansyèl bak san chaj TSM tèsè a ak potansyèl bak san chaj ASM a, ki aji kòm yon dèlko, E0ASM, yo an faz. Se poutèt sa, nou ka mezire ang puisans θ a, sa vle di diferans faz ant VTSM ak E0ASM.

Fig. 2 Dyagram fil elektrik eksperimantal pou mezire ang puisans

Metòd sa a pa twò souvan itilize, sitou paske: ① Ti motè senkron oswa transfòmatè wotasyon ki dwe mezire a, ki monte nan aks rotor a, motè a gen de bout aks ki lonje, sa ki souvan difisil pou fè. ② Presizyon mezi ang puisans lan depann anpil de kontni amonik VTSM ak E0ASM yo ki wo, epi si kontni amonik la relativman gwo, presizyon mezi a ap redwi.
3) Pou amelyore presizyon tès ang pouvwa a ak fasilite itilizasyon an, kounye a nou itilize plis detèktè pozisyon pou detekte siyal pozisyon rotor a, epi answit konparezon faz ak apwòch vòltaj fen an.
Prensip debaz la se enstale yon disk fotoelektrik projeté oubyen reflete sou aks motè senkron leman pèmanan ki mezire a, kantite twou distribye inifòmman sou disk la oubyen makè nwa ak blan yo epi kantite pè pòl motè senkron ki anba tès la. Lè disk la vire yon wotasyon ak motè a, detèktè fotoelektrik la resevwa p siyal pozisyon rotor epi li jenere p pulsasyon ba vòltaj. Lè motè a ap fonksyone senkronize, frekans siyal pozisyon rotor sa a egal a frekans vòltaj tèminal zam nan, epi faz li reflete faz fòs elektwomotè eksitasyon an. Siyal pulsasyon senkronizasyon an anplifye pa mete, deplase faz ak vòltaj zam motè tès la pou konpare faz pou jwenn diferans faz la. Lè motè a ap fonksyone san chaj, diferans faz la se θ1 (apeprè nan moman sa a ang pouvwa θ = 0), lè chaj la ap fonksyone, diferans faz la se θ2, Lè sa a diferans faz θ2 - θ1 se valè ang pouvwa chaj motè senkron leman pèmanan ki mezire a. Dyagram eskematik la montre nan Figi 3.

Fig. 3 Dyagram eskematik mezi ang pouvwa a

Menm jan ak lè w ap teste yon disk fotoelektrik ak yon mak nwa ak blan, li pi difisil pou w mete mak sou disk la. Lè w ap mezire poto motè senkron leman pèmanan yo, mak sou disk la pa ka komen youn ak lòt. Pou senplifye, yo kapab tou teste yon motè leman pèmanan ki vlope nan yon sèk tep nwa, epi ki kouvri ak yon mak blan. Limyè reflechisan detèktè fotoelektrik la emèt pa sous limyè a ki rasanble nan sèk sa a sou sifas tep la. Nan fason sa a, chak fwa motè a vire, tranzistò fotosansib detèktè fotoelektrik la resevwa yon limyè reflechi epi kondiksyon yon fwa, sa ki lakòz yon siyal pulsasyon elektrik. Apre anplifikasyon ak kondiksyon, yo jwenn yon siyal konparezon E1. Nenpòt vòltaj de faz ki soti nan fen bobin atiran motè tès la desann nan yon vòltaj ki ba atravè transfòmatè vòltaj PT a, epi voye l nan konparatè vòltaj la. Pou fòme yon reprezantan faz rektangilè siyal pulsasyon vòltaj U1 la. U1 itilize frekans divizyon p a pou konpare faz la ak konparatè faz la. U1 pa frekans divizyon p a, pa konparatè faz la pou konpare diferans faz li ak siyal la.
Dezavantaj metòd mezi ang puisans ki anwo a se ke diferans ki genyen ant de mezi yo dwe fèt pou jwenn ang puisans lan. Pou evite soustrè de kantite yo epi diminye presizyon an, nan mezi diferans faz chaj θ2 a, ranvèse siyal U2 a, diferans faz ki mezire a se θ2'=180 ° - θ2, ang puisans lan θ=180 ° - (θ1 + θ2'), ki konvèti de kantite yo soti nan soustraksyon faz an adisyon. Dyagram kantite faz la montre nan Fig. 4.

Fig. 4 Prensip metòd adisyon faz pou kalkile diferans faz

Yon lòt metòd amelyore pa itilize divizyon frekans siyal fòm ond rektangilè vòltaj la, men li itilize yon mikwo-òdinatè pou anrejistre fòm ond siyal la an menm tan, respektivman, atravè koòdone opinyon an, anrejistre fòm ond siyal vòltaj san chaj ak pozisyon rotor U0, E0, ansanm ak siyal fòm ond vòltaj chaj ak pozisyon rotor U1, E1, epi answit deplase fòm ond de anrejistreman yo youn parapò ak lòt jiskaske fòm ond de siyal fòm ond rektangilè vòltaj yo sipèpoze nèt, lè diferans faz ant de rotor yo. Diferans faz ant de siyal pozisyon rotor yo se ang pouvwa a; oswa deplase fòm ond lan pou de fòm ond siyal pozisyon rotor yo koresponn, Lè sa a, diferans faz ant de siyal vòltaj yo se ang pouvwa a.
Li enpòtan pou nou mete aksan sou lefèt ke lè motè senkron leman pèmanan yo ap fonksyone san chaj, ang puisans lan pa zewo, sitou pou ti motè yo. Akòz pèt san chaj (ki gen ladan pèt kwiv stator, pèt fè, pèt mekanik, pèt devyasyon) ki relativman gwo lè yo ap fonksyone san chaj, si ou panse ang puisans san chaj la se zewo, sa ap lakòz yon gwo erè nan mezi ang puisans lan. Sa ka itilize pou fè motè DC a ap fonksyone nan menm eta motè a, direksyon volan an ak direksyon motè tès la konsistan. Direksyon volan motè DC a ka fonksyone nan menm eta a, epi motè DC a ka itilize kòm yon motè tès. Sa ka fè motè DC a ap fonksyone nan menm eta motè a, direksyon an ak direksyon motè tès la konsistan ak motè DC a pou bay tout pèt arbr motè tès la (ki gen ladan pèt fè, pèt mekanik, pèt devyasyon, elatriye). Metòd jijman an se ke puisans antre motè tès la egal a konsomasyon kwiv stator la, sa vle di, P1 = pCu, ak vòltaj ak kouran an nan faz. Fwa sa a, θ1 ki mezire a koresponn ak ang pouvwa zewo a.
Rezime: avantaj metòd sa a:
① Metòd chaj dirèk la ka mezire enduktans saturation eta fiks anba divès eta chaj, epi li pa mande yon estrateji kontwòl, ki entwisyon ak senp.
Paske mezi a fèt dirèkteman anba chaj, yo ka pran an kont efè saturation an ak enfliyans kouran demagnetizasyon an sou paramèt enduktans yo.
Dezavantaj metòd sa a:
① Metòd chaj dirèk la bezwen mezire plis kantite an menm tan (vòltaj twa faz, kouran twa faz, ang faktè puisans, elatriye), mezi ang puisans lan pi difisil, epi presizyon tès chak kantite gen yon enpak dirèk sou presizyon kalkil paramèt yo, epi tout kalite erè nan tès paramèt la fasil pou akimile. Se poutèt sa, lè w ap itilize metòd chaj dirèk la pou mezire paramèt yo, ou ta dwe peye atansyon sou analiz erè a, epi chwazi yon presizyon ki pi wo nan enstriman tès la.
② Valè fòs elektwomotè eksitasyon E0 nan metòd mezi sa a ranplase dirèkteman pa vòltaj tèminal motè a san chaj, epi apwoksimasyon sa a pote tou erè natirèl. Paske, pwen fonksyònman leman pèmanan an chanje ak chaj la, ki vle di ke nan diferan kouran stator, pèmeyabilite ak dansite flux leman pèmanan an diferan, kidonk fòs elektwomotè eksitasyon ki kapab rezilta a diferan tou. Nan fason sa a, li pa trè egzat pou ranplase fòs elektwomotè eksitasyon anba kondisyon chaj ak fòs elektwomotè eksitasyon san chaj.
Referans
[1] Tang Renyuan et al. Teyori ak konsepsyon motè leman pèmanan modèn. Beijing: Machinery Industry Press. Mas 2011
[2] JF Gieras, M. Wing. Teknoloji Motè Leman Pèmanan, Konsepsyon ak Aplikasyon, 2yèm edisyon. Nouyòk: Marcel Dekker, 2002:170~171
Dwa otè: Atik sa a se yon re-enprime nimewo piblik WeChat la (电机极客), lyen orijinal la.https://mp.weixin.qq.com/s/Swb2QnApcCWgbLlt9jMp0A

Atik sa a pa reprezante opinyon konpayi nou an. Si ou gen diferan opinyon oswa pwen de vi, tanpri korije nou!