Teknologi Pemacu Motor Berkelajuan Tinggi dan Trend Pembangunannya

Motor berkelajuan tinggimendapat perhatian yang semakin meningkat kerana kelebihannya yang jelas seperti ketumpatan kuasa yang tinggi, saiz dan berat yang kecil, serta kecekapan kerja yang tinggi. Sistem pemacu yang cekap dan stabil adalah kunci untuk memanfaatkan sepenuhnya prestasi cemerlangmotor berkelajuan tinggiArtikel ini terutamanya menganalisis kesukaranmotor berkelajuan tinggimemacu teknologi dari aspek strategi kawalan, anggaran sudut dan reka bentuk topologi kuasa, dan meringkaskan hasil penyelidikan semasa di dalam dan luar negara. Selepas itu, ia meringkaskan dan menjangka trend pembangunanmotor berkelajuan tinggiteknologi pemacu.

Bahagian 02 Kandungan Penyelidikan

Motor berkelajuan tinggimempunyai banyak kelebihan seperti ketumpatan kuasa tinggi, isipadu dan berat yang kecil, dan kecekapan kerja yang tinggi. Ia digunakan secara meluas dalam bidang seperti aeroangkasa, pertahanan dan keselamatan negara, pengeluaran dan kehidupan seharian, dan merupakan kandungan penyelidikan dan hala tuju pembangunan yang diperlukan pada masa kini. Dalam aplikasi beban berkelajuan tinggi seperti gelendong elektrik, mesin turbo, turbin gas mikro, dan penyimpanan tenaga roda tenaga, penggunaan motor berkelajuan tinggi dapat mencapai struktur pemacu langsung, menghapuskan peranti kelajuan boleh ubah, mengurangkan isipadu, berat, dan kos penyelenggaraan dengan ketara, sambil meningkatkan kebolehpercayaan dengan ketara, dan mempunyai prospek aplikasi yang sangat luas.Motor berkelajuan tinggibiasanya merujuk kepada kelajuan melebihi 10kr/min atau nilai kesukaran (hasil darab kelajuan dan punca kuasa dua kuasa) melebihi 1 × Motor 105 ditunjukkan dalam Rajah 1, yang membandingkan data berkaitan beberapa prototaip wakil motor berkelajuan tinggi di dalam dan luar negara. Garis putus-putus dalam Rajah 1 ialah tahap kesukaran 1 × 105, dsb.

1,Kesukaran dalam Teknologi Pemacu Motor Berkelajuan Tinggi

1. Isu kestabilan sistem pada frekuensi asas yang tinggi

Apabila motor berada dalam keadaan frekuensi asas operasi yang tinggi, disebabkan oleh batasan seperti masa penukaran analog-ke-digital, masa pelaksanaan algoritma pengawal digital dan frekuensi pensuisan penyongsang, frekuensi pembawa sistem pemacu motor berkelajuan tinggi adalah agak rendah, mengakibatkan penurunan prestasi operasi motor yang ketara.

2. Masalah anggaran kedudukan rotor berketepatan tinggi dalam frekuensi asas

Semasa operasi berkelajuan tinggi, ketepatan kedudukan rotor adalah penting untuk prestasi operasi motor. Disebabkan oleh kebolehpercayaan yang rendah, saiz yang besar dan kos sensor kedudukan mekanikal yang tinggi, algoritma tanpa sensor sering digunakan dalam sistem kawalan motor berkelajuan tinggi. Walau bagaimanapun, di bawah keadaan frekuensi asas operasi yang tinggi, penggunaan algoritma tanpa sensor kedudukan mudah terdedah kepada faktor bukan ideal seperti ketaklinearan penyongsang, harmonik ruang, penapis gelung dan sisihan parameter induktans, mengakibatkan ralat anggaran kedudukan rotor yang ketara.

3. Penindasan riak dalam sistem pemacu motor berkelajuan tinggi

Induktansi kecil motor berkelajuan tinggi pasti akan membawa kepada masalah riak arus yang besar. Kehilangan kuprum, kehilangan besi, riak tork, dan hingar getaran tambahan yang disebabkan oleh riak arus tinggi boleh meningkatkan kehilangan sistem motor berkelajuan tinggi dengan ketara, mengurangkan prestasi motor, dan gangguan elektromagnet yang disebabkan oleh hingar getaran tinggi boleh mempercepatkan penuaan pemacu. Isu-isu di atas sangat mempengaruhi prestasi sistem pemacu motor berkelajuan tinggi, dan reka bentuk pengoptimuman litar perkakasan kehilangan rendah adalah penting untuk sistem pemacu motor berkelajuan tinggi. Secara ringkasnya, reka bentuk sistem pemacu motor berkelajuan tinggi memerlukan pertimbangan menyeluruh terhadap pelbagai faktor, termasuk gandingan gelung arus, kelewatan sistem, ralat parameter, dan masalah teknikal seperti penindasan riak arus. Ia adalah proses yang sangat kompleks yang meletakkan tuntutan yang tinggi terhadap strategi kawalan, ketepatan anggaran kedudukan rotor, dan reka bentuk topologi kuasa.

2, Strategi Kawalan untuk Sistem Pemacu Motor Berkelajuan Tinggi

1. Pemodelan Sistem Kawalan Motor Berkelajuan Tinggi

Ciri-ciri frekuensi asas operasi yang tinggi dan nisbah frekuensi pembawa yang rendah dalam sistem pemacu motor berkelajuan tinggi, serta pengaruh gandingan dan kelewatan motor pada sistem, tidak boleh diabaikan. Oleh itu, dengan mempertimbangkan dua faktor utama di atas, pemodelan dan analisis pembinaan semula sistem pemacu motor berkelajuan tinggi adalah kunci untuk meningkatkan lagi prestasi pemanduan motor berkelajuan tinggi.

2. Teknologi Kawalan Penyahgandingan untuk Motor Berkelajuan Tinggi

Teknologi yang paling banyak digunakan dalam sistem pemacu motor berprestasi tinggi ialah kawalan FOC. Sebagai tindak balas kepada masalah gandingan serius yang disebabkan oleh frekuensi asas operasi yang tinggi, hala tuju penyelidikan utama pada masa ini adalah strategi kawalan penyahgandingan. Strategi kawalan penyahgandingan yang sedang dikaji pada masa ini boleh dibahagikan terutamanya kepada strategi kawalan penyahgandingan berasaskan model, strategi kawalan penyahgandingan berasaskan pampasan gangguan, dan strategi kawalan penyahgandingan berasaskan pengawal selia vektor kompleks. Strategi kawalan penyahgandingan berasaskan model terutamanya termasuk penyahgandingan suapan hadapan dan penyahgandingan maklum balas, tetapi strategi ini sensitif terhadap parameter motor dan juga boleh menyebabkan ketidakstabilan sistem dalam kes ralat parameter yang besar, dan tidak dapat mencapai penyahgandingan yang lengkap. Prestasi penyahgandingan dinamik yang lemah mengehadkan julat aplikasinya. Dua strategi kawalan penyahgandingan yang terakhir kini menjadi tumpuan penyelidikan.

3. Teknologi Pampasan Kelewatan untuk Sistem Motor Berkelajuan Tinggi

Teknologi kawalan nyahgandingan boleh menyelesaikan masalah gandingan sistem pemacu motor berkelajuan tinggi dengan berkesan, tetapi pautan kelewatan yang diperkenalkan oleh kelewatan masih wujud, jadi pampasan aktif yang berkesan untuk kelewatan sistem diperlukan. Pada masa ini, terdapat dua strategi pampasan aktif utama untuk kelewatan sistem: strategi pampasan berasaskan model dan strategi pampasan bebas model.

Bahagian 03 Kesimpulan Penyelidikan

Berdasarkan pencapaian penyelidikan semasa dalammotor berkelajuan tinggiTeknologi pemacu dalam komuniti akademik, digabungkan dengan masalah sedia ada, hala tuju pembangunan dan penyelidikan motor berkelajuan tinggi terutamanya merangkumi: 1) penyelidikan mengenai ramalan tepat arus frekuensi asas tinggi dan isu berkaitan kelewatan pampasan aktif; 3) Penyelidikan mengenai algoritma kawalan prestasi dinamik tinggi untuk motor berkelajuan tinggi; 4) Penyelidikan mengenai anggaran tepat kedudukan sudut dan model anggaran kedudukan rotor domain kelajuan penuh untuk motor berkelajuan ultra tinggi; 5) Penyelidikan mengenai teknologi pampasan penuh untuk ralat dalam model anggaran kedudukan motor berkelajuan tinggi; 6) Penyelidikan mengenai Topologi Kuasa Motor Kelajuan Tinggi dan Kehilangan Tinggi.