Yüksek hızlı motorlarYüksek güç yoğunluğu, küçük boyut ve ağırlık ile yüksek iş verimliliği gibi bariz avantajları nedeniyle giderek daha fazla ilgi görüyorlar. Verimli ve istikrarlı bir tahrik sistemi, bu sistemlerin mükemmel performansından tam olarak yararlanmanın anahtarıdır.yüksek hızlı motorlarBu makale esas olarak şu zorlukları analiz etmektedir:yüksek hızlı motorBu çalışma, kontrol stratejisi, köşe tahmini ve güç topolojisi tasarımı yönlerinden hareketle sürücü teknolojisini ele almakta ve yurt içi ve yurt dışındaki güncel araştırma sonuçlarını özetlemektedir. Ardından, geliştirme trendini özetlemekte ve öngörmektedir.yüksek hızlı motorSürücü teknolojisi.
Bölüm 02 Araştırma İçeriği
Yüksek hızlı motorlarYüksek güç yoğunluğu, küçük hacim ve ağırlık, yüksek iş verimliliği gibi birçok avantaja sahiptirler. Havacılık ve uzay, ulusal savunma ve güvenlik, üretim ve günlük yaşam gibi alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadırlar ve günümüzde gerekli bir araştırma içeriği ve geliştirme yönüdürler. Elektrikli miller, turbo makineler, mikro gaz türbinleri ve volan enerji depolama gibi yüksek hızlı yük uygulamalarında, yüksek hızlı motorların kullanımı doğrudan tahrik yapısı sağlayabilir, değişken hız cihazlarını ortadan kaldırabilir, hacim, ağırlık ve bakım maliyetlerini önemli ölçüde azaltırken güvenilirliği de önemli ölçüde artırabilir ve son derece geniş uygulama potansiyeline sahiptir.Yüksek hızlı motorlarGenellikle 10 kr/dak'yı aşan hızlara veya 1 × 10⁵'i aşan zorluk değerlerine (hız ve gücün karekökünün çarpımı) atıfta bulunulur. Şekil 1'de, hem yerli hem de uluslararası bazı temsili yüksek hızlı motor prototiplerinin ilgili verilerini karşılaştıran 10⁵'lik motor gösterilmiştir. Şekil 1'deki kesikli çizgi, 1 × 10⁵ zorluk seviyesini vb. göstermektedir.
1、Yüksek Hızlı Motor Tahrik Teknolojisindeki Zorluklar
1. Yüksek temel frekanslarda sistem kararlılığı sorunları
Motor yüksek çalışma temel frekans durumundayken, analogdan dijitale dönüştürme süresi, dijital kontrolör algoritması yürütme süresi ve invertör anahtarlama frekansı gibi sınırlamalar nedeniyle, yüksek hızlı motor sürücü sisteminin taşıyıcı frekansı nispeten düşük olur ve bu da motor çalışma performansında önemli bir düşüşe neden olur.
2. Temel frekansta yüksek hassasiyetli rotor pozisyonu tahmini problemi
Yüksek hızlı çalışma sırasında, rotor pozisyonunun doğruluğu motorun çalışma performansı için çok önemlidir. Mekanik pozisyon sensörlerinin düşük güvenilirliği, büyük boyutu ve yüksek maliyeti nedeniyle, yüksek hızlı motor kontrol sistemlerinde genellikle sensörsüz algoritmalar kullanılır. Bununla birlikte, yüksek çalışma temel frekansı koşullarında, sensörsüz pozisyon algoritmalarının kullanımı, invertör doğrusal olmaması, uzamsal harmonikler, döngü filtreleri ve endüktans parametre sapmaları gibi ideal olmayan faktörlere karşı hassastır ve bu da önemli rotor pozisyonu tahmin hatalarına yol açar.
3. Yüksek hızlı motor tahrik sistemlerinde dalgalanma bastırma
Yüksek hızlı motorların düşük endüktansı, kaçınılmaz olarak büyük akım dalgalanması sorununa yol açar. Yüksek akım dalgalanmasının neden olduğu ek bakır kaybı, demir kaybı, tork dalgalanması ve titreşim gürültüsü, yüksek hızlı motor sistemlerinin kayıplarını büyük ölçüde artırabilir, motor performansını düşürebilir ve yüksek titreşim gürültüsünün neden olduğu elektromanyetik girişim, sürücünün yaşlanmasını hızlandırabilir. Yukarıdaki sorunlar, yüksek hızlı motor sürücü sistemlerinin performansını büyük ölçüde etkiler ve düşük kayıplı donanım devrelerinin optimizasyon tasarımı, yüksek hızlı motor sürücü sistemleri için çok önemlidir. Özetle, yüksek hızlı bir motor sürücü sisteminin tasarımı, akım döngüsü bağlantısı, sistem gecikmesi, parametre hataları ve akım dalgalanmasının bastırılması gibi teknik zorluklar da dahil olmak üzere birçok faktörün kapsamlı bir şekilde dikkate alınmasını gerektirir. Kontrol stratejileri, rotor pozisyonu tahmin doğruluğu ve güç topolojisi tasarımı konusunda yüksek talepler getiren son derece karmaşık bir süreçtir.
2. Yüksek Hızlı Motor Tahrik Sistemi için Kontrol Stratejisi
1. Yüksek Hızlı Motor Kontrol Sisteminin Modellenmesi
Yüksek hızlı motor tahrik sistemlerinde yüksek çalışma temel frekansı ve düşük taşıyıcı frekans oranının özellikleri ile motor bağlantısının ve gecikmenin sistem üzerindeki etkisi göz ardı edilemez. Bu nedenle, yukarıdaki iki ana faktörü dikkate alarak, yüksek hızlı motor tahrik sistemlerinin yeniden yapılandırılmasının modellenmesi ve analizi, yüksek hızlı motorların tahrik performansını daha da iyileştirmenin anahtarıdır.
2. Yüksek Hızlı Motorlar için Ayırma Kontrol Teknolojisi
Yüksek performanslı motor sürücü sistemlerinde en yaygın kullanılan teknoloji, FOC kontrolüdür. Yüksek çalışma temel frekansının neden olduğu ciddi bağlantı sorununa yanıt olarak, günümüzdeki ana araştırma yönü, bağlantı kesme kontrol stratejileridir. Şu anda incelenen bağlantı kesme kontrol stratejileri, temel olarak model tabanlı bağlantı kesme kontrol stratejileri, bozucu etki telafisi tabanlı bağlantı kesme kontrol stratejileri ve karmaşık vektör regülatörü tabanlı bağlantı kesme kontrol stratejileri olarak ayrılabilir. Model tabanlı bağlantı kesme kontrol stratejileri esas olarak ileri beslemeli bağlantı kesme ve geri beslemeli bağlantı kesmeyi içerir, ancak bu strateji motor parametrelerine duyarlıdır ve büyük parametre hataları durumunda sistem kararsızlığına bile yol açabilir ve tam bağlantı kesme sağlayamaz. Zayıf dinamik bağlantı kesme performansı, uygulama alanını sınırlar. Son iki bağlantı kesme kontrol stratejisi şu anda araştırma alanında öne çıkan konulardır.
3. Yüksek Hızlı Motor Sistemleri için Gecikme Telafisi Teknolojisi
Ayrıştırma kontrol teknolojisi, yüksek hızlı motor tahrik sistemlerinin bağlantı sorununu etkili bir şekilde çözebilir, ancak gecikmeden kaynaklanan gecikme bağlantısı hala mevcuttur; bu nedenle sistem gecikmesi için etkili aktif telafi gereklidir. Şu anda, sistem gecikmesi için iki ana aktif telafi stratejisi vardır: model tabanlı telafi stratejileri ve modelden bağımsız telafi stratejileri.
Bölüm 03 Araştırma Sonucu
Mevcut araştırma başarılarına dayanarakyüksek hızlı motorAkademik camiadaki sürücü teknolojisi, mevcut sorunlarla birleştiğinde, yüksek hızlı motorların geliştirme ve araştırma yönleri esas olarak şunları içermektedir: 1) Yüksek temel frekans akımının hassas tahmini ve aktif kompanzasyon gecikmesiyle ilgili sorunlar üzerine araştırma; 3) Yüksek hızlı motorlar için yüksek dinamik performanslı kontrol algoritmaları üzerine araştırma; 4) Ultra yüksek hızlı motorlar için köşe pozisyonunun hassas tahmini ve tam hız alanı rotor pozisyonu tahmin modeli üzerine araştırma; 5) Yüksek hızlı motor pozisyon tahmin modellerindeki hatalar için tam kompanzasyon teknolojisi üzerine araştırma; 6) Yüksek Frekanslı ve Yüksek Kayıplı Yüksek Hızlı Motor Güç Topolojisi üzerine araştırma.
Yayın tarihi: 24 Ekim 2023
