Teknologi Pemacu Motor Berkelajuan Tinggi dan Trend Pembangunannya

Motor berkelajuan tinggisemakin mendapat perhatian kerana kelebihannya yang jelas seperti ketumpatan kuasa tinggi, saiz dan berat yang kecil, dan kecekapan kerja yang tinggi. Sistem pemanduan yang cekap dan stabil adalah kunci untuk menggunakan sepenuhnya prestasi cemerlangmotor berkelajuan tinggi. Artikel ini terutamanya menganalisis kesukaranmotor berkelajuan tinggimemacu teknologi daripada 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 prospek arah aliran 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 harian, dan merupakan kandungan penyelidikan yang diperlukan dan hala tuju pembangunan hari ini. Dalam aplikasi beban berkelajuan tinggi seperti gelendong elektrik, mesin turbo, turbin gas mikro, dan storan tenaga roda tenaga, penggunaan motor berkelajuan tinggi boleh mencapai struktur pemacu langsung, menghapuskan peranti kelajuan berubah-ubah, mengurangkan volum, 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 kelajuan dan punca kuasa dua) melebihi 1 × Motor 105 ditunjukkan dalam Rajah 1, yang membandingkan data berkaitan beberapa prototaip wakil motor berkelajuan tinggi kedua-duanya di dalam negara. dan antarabangsa. Garis putus-putus dalam Rajah 1 ialah 1 × 105 aras kesukaran, 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 ketara dalam prestasi pengendalian motor.

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 yang tinggi bagi penderia kedudukan mekanikal, 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 terdedah kepada faktor bukan ideal seperti ketaklinieran penyongsang, harmonik ruang, penapis gelung dan sisihan parameter kearuhan, mengakibatkan ralat anggaran kedudukan rotor yang ketara.

3. Penindasan riak dalam sistem pemacu motor berkelajuan tinggi

Kearuhan kecil motor berkelajuan tinggi tidak dapat dielakkan membawa kepada masalah riak arus yang besar. Kehilangan tembaga tambahan, kehilangan besi, riak tork, dan bunyi getaran yang disebabkan oleh riak arus tinggi boleh meningkatkan kehilangan sistem motor berkelajuan tinggi, mengurangkan prestasi motor, dan gangguan elektromagnet yang disebabkan oleh bunyi getaran tinggi boleh mempercepatkan penuaan pemandu. 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 semasa, kelewatan sistem, ralat parameter dan kesukaran teknikal seperti penindasan riak semasa. Ia adalah proses yang sangat kompleks yang meletakkan permintaan tinggi pada 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 tinggi dan nisbah frekuensi pembawa rendah dalam sistem pemacu motor berkelajuan tinggi, serta pengaruh gandingan motor dan kelewatan pada sistem, tidak boleh diabaikan. Oleh itu, mengambil kira 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 yang serius yang disebabkan oleh kekerapan asas operasi yang tinggi, hala tuju penyelidikan utama pada masa ini ialah strategi kawalan penyahgandingan. Strategi kawalan penyahgandingan yang sedang dikaji boleh dibahagikan kepada strategi kawalan penyahgandingan berasaskan model, strategi kawalan penyahgandingan berasaskan pampasan gangguan, dan strategi kawalan penyahgandingan berasaskan pengawal selia vektor yang kompleks. Strategi kawalan penyahgandingan berasaskan model terutamanya termasuk penyahgandingan suapan dan penyahgandingan maklum balas, tetapi strategi ini sensitif kepada parameter motor malah boleh menyebabkan ketidakstabilan sistem dalam kes ralat parameter yang besar, dan tidak dapat mencapai penyahgandingan lengkap. Prestasi penyahgandingan dinamik yang lemah mengehadkan julat aplikasinya. Dua strategi kawalan penyahgandingan yang terakhir kini merupakan kawasan liputan penyelidikan.

3. Teknologi Pampasan Kelewatan untuk Sistem Motor Berkelajuan Tinggi

Teknologi kawalan penyahgandingan boleh menyelesaikan masalah gandingan sistem pemacu motor berkelajuan tinggi dengan berkesan, tetapi pautan kelewatan yang diperkenalkan melalui 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 Kajian

Berdasarkan pencapaian penyelidikan semasa dimotor berkelajuan tinggimemacu teknologi dalam komuniti akademik, digabungkan dengan masalah yang sedia ada, pembangunan dan penyelidikan arah motor berkelajuan tinggi terutamanya termasuk: 1) penyelidikan mengenai ramalan tepat frekuensi asas tinggi semasa dan isu berkaitan kelewatan pampasan aktif; 3) Penyelidikan tentang 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 kelajuan ultra tinggi; 5) Penyelidikan tentang teknologi pampasan penuh untuk ralat dalam model anggaran kedudukan motor berkelajuan tinggi; 6) Penyelidikan tentang Frekuensi Tinggi dan Kehilangan Tinggi Topologi Kuasa Motor Berkelajuan Tinggi.