स्थायी चुम्बक मोटरहरूको सिंक्रोनस इन्डक्टन्सको मापन

I. सिंक्रोनस इन्डक्टन्स नाप्ने उद्देश्य र महत्व
(१) सिंक्रोनस इन्डक्टन्सको प्यारामिटरहरू नाप्ने उद्देश्य (अर्थात् क्रस-अक्ष इन्डक्टन्स)
एसी र डीसी इन्डक्टन्स प्यारामिटरहरू स्थायी चुम्बक सिंक्रोनस मोटरमा दुई सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण प्यारामिटरहरू हुन्। तिनीहरूको सही अधिग्रहण मोटर विशेषता गणना, गतिशील सिमुलेशन र गति नियन्त्रणको लागि पूर्व शर्त र आधार हो। सिंक्रोनस इन्डक्टन्स धेरै स्थिर-राज्य गुणहरू गणना गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ जस्तै पावर कारक, दक्षता, टोक़, आर्मेचर वर्तमान, शक्ति र अन्य प्यारामिटरहरू। भेक्टर नियन्त्रण प्रयोग गरेर स्थायी चुम्बक मोटरको नियन्त्रण प्रणालीमा, सिंक्रोनस इन्डक्टर प्यारामिटरहरू प्रत्यक्ष रूपमा नियन्त्रण एल्गोरिथ्ममा संलग्न हुन्छन्, र अनुसन्धान परिणामहरूले देखाउँछन् कि कमजोर चुम्बकीय क्षेत्रमा, मोटर प्यारामिटरहरूको अशुद्धताले टर्कको महत्त्वपूर्ण कमी ल्याउन सक्छ। र शक्ति। यसले सिंक्रोनस इन्डक्टर प्यारामिटरहरूको महत्त्व देखाउँछ।
(२) सिंक्रोनस इन्डक्टन्स मापनमा ध्यान दिनुपर्ने समस्याहरू
उच्च शक्ति घनत्व प्राप्त गर्न को लागी, स्थायी चुम्बक सिंक्रोनस मोटर को संरचना अक्सर अधिक जटिल हुन को लागी डिजाइन गरिएको छ, र मोटर को चुम्बकीय सर्किट अधिक संतृप्त छ, जसको परिणाम मोटर को सिंक्रोनस इन्डक्टन्स प्यारामिटर को संतृप्ति संग भिन्न हुन्छ। चुम्बकीय सर्किट। अन्य शब्दहरूमा, प्यारामिटरहरू मोटरको अपरेटिङ सर्तहरूसँग परिवर्तन हुनेछ, पूर्ण रूपमा सिंक्रोनस इन्डक्टन्स प्यारामिटरहरूको मूल्याङ्कन गरिएको अपरेटिङ अवस्थाहरूसँग मोटर प्यारामिटरहरूको प्रकृतिलाई सही रूपमा प्रतिबिम्बित गर्न सक्दैन। त्यसकारण, विभिन्न अपरेटिङ सर्तहरूमा इन्डक्टन्स मानहरू मापन गर्न आवश्यक छ।
2. स्थायी चुम्बक मोटर सिंक्रोनस इन्डक्टन्स मापन विधिहरू
यस पेपरले सिंक्रोनस इन्डक्टन्स मापन गर्ने विभिन्न विधिहरू सङ्कलन गर्दछ र तिनीहरूको विस्तृत तुलना र विश्लेषण गर्दछ। यी विधिहरूलाई लगभग दुई मुख्य प्रकारहरूमा वर्गीकृत गर्न सकिन्छ: प्रत्यक्ष लोड परीक्षण र अप्रत्यक्ष स्थिर परीक्षण। स्थिर परीक्षणलाई AC स्थिर परीक्षण र DC स्थिर परीक्षणमा विभाजन गरिएको छ। आज, हाम्रो "सिंक्रोनस इन्डक्टर परीक्षण विधिहरू" को पहिलो किस्ताले लोड परीक्षण विधिको व्याख्या गर्नेछ।

साहित्य [१] प्रत्यक्ष लोड विधि को सिद्धान्त परिचय। स्थायी चुम्बक मोटरहरू सामान्यतया तिनीहरूको लोड सञ्चालनको विश्लेषण गर्न डबल प्रतिक्रिया सिद्धान्त प्रयोग गरेर विश्लेषण गर्न सकिन्छ, र जेनेरेटर र मोटर सञ्चालनको चरण रेखाचित्र तल चित्र 1 मा देखाइएको छ। जेनेरेटरको पावर कोण θ E0 भन्दा बढि U संग सकारात्मक छ, पावर कारक कोण φ सकारात्मक छ I U नाघेको साथ, र आन्तरिक शक्ति कारक कोण ψ E0 नाघेको साथ सकारात्मक छ। मोटरको पावर कोण θ सकारात्मक छ। U E0 नाघेको, पावर कारक कोण φ U नाघेको I को साथ सकारात्मक हुन्छ, र आन्तरिक शक्ति कारक कोण ψ I E0 नाघेको साथ सकारात्मक हुन्छ।

चित्र १ स्थायी चुम्बक सिंक्रोनस मोटर सञ्चालनको चरण रेखाचित्र
(a) जेनरेटर अवस्था (b) मोटर अवस्था

यस चरण रेखाचित्र अनुसार प्राप्त गर्न सकिन्छ: जब स्थायी चुम्बक मोटर लोड सञ्चालन, मापन नो-लोड उत्तेजना इलेक्ट्रोमोटिभ बल E0, आर्मेचर टर्मिनल भोल्टेज U, वर्तमान I, पावर कारक कोण φ र शक्ति कोण θ र यस्तै, आर्मेचर प्राप्त गर्न सकिन्छ। सीधा अक्षको वर्तमान, क्रस-अक्ष घटक Id = Isin (θ - φ) र Iq = Icos (θ - φ), त्यसपछि Xd र Xq निम्न समीकरणबाट प्राप्त गर्न सकिन्छ:

जब जेनेरेटर चलिरहेको छ:

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

जब मोटर चलिरहेको छ:

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

स्थायी चुम्बक सिंक्रोनस मोटरहरूको स्थिर अवस्था मापदण्डहरू मोटर परिवर्तनको अपरेटिङ अवस्थाको रूपमा परिवर्तन हुन्छ, र जब आर्मेचर वर्तमान परिवर्तन हुन्छ, दुबै Xd र Xq परिवर्तन हुन्छ। तसर्थ, मापदण्डहरू निर्धारण गर्दा, मोटर सञ्चालन सर्तहरू पनि संकेत गर्न निश्चित हुनुहोस्। (वैकल्पिक र प्रत्यक्ष शाफ्ट वर्तमान वा स्टेटर वर्तमान र आन्तरिक शक्ति कारक कोणको मात्रा)

प्रत्यक्ष लोड विधि द्वारा आगमनात्मक प्यारामिटरहरू मापन गर्दा मुख्य कठिनाई पावर कोण θ को मापन मा निहित छ। हामीलाई थाहा छ, यो मोटर टर्मिनल भोल्टेज U र उत्तेजना इलेक्ट्रोमोटिभ बल बीचको चरण कोण भिन्नता हो। जब मोटर स्थिर रूपमा चलिरहेको छ, अन्त भोल्टेज सीधै प्राप्त गर्न सकिन्छ, तर E0 सीधै प्राप्त गर्न सकिँदैन, त्यसैले यो केवल E0 को समान आवृत्ति र प्रतिस्थापन गर्न एक निश्चित चरण भिन्नता संग आवधिक संकेत प्राप्त गर्न अप्रत्यक्ष विधि द्वारा प्राप्त गर्न सकिन्छ। E0 अन्त भोल्टेज संग एक चरण तुलना गर्न को लागी।

परम्परागत अप्रत्यक्ष विधिहरू हुन्:
1) मोटरको आर्मेचर स्लटमा परीक्षण दफन पिच अन्तर्गत र मोटरको मूल कुण्डललाई नाप्ने कुण्डलको रूपमा धेरै घुमाउरो तारको मूल कुण्डलमा, परीक्षण भोल्टेज तुलना संकेत अन्तर्गत मोटर घुमाउनेसँग समान चरण प्राप्त गर्नको लागि, तुलना मार्फत। शक्ति कारक कोण प्राप्त गर्न सकिन्छ।
२) परीक्षण अन्तर्गत मोटरको शाफ्टमा एक सिंक्रोनस मोटर स्थापना गर्नुहोस् जुन परीक्षण अन्तर्गत मोटरसँग मिल्दोजुल्दो छ। भोल्टेज चरण मापन विधि [२], जुन तल वर्णन गरिनेछ, यो सिद्धान्तमा आधारित छ। प्रयोगात्मक जडान रेखाचित्र चित्र 2 मा देखाइएको छ। TSM परीक्षण अन्तर्गत स्थायी चुम्बक सिंक्रोनस मोटर हो, ASM एक समान सिंक्रोनस मोटर हो जुन थप आवश्यक छ, PM प्राइम मूभर हो, जुन या त सिंक्रोनस मोटर वा DC हुन सक्छ। मोटर, B ब्रेक हो, र DBO एक डुअल बीम ओसिलोस्कोप हो। TSM र ASM को B र C चरणहरू ओसिलोस्कोपमा जोडिएका छन्। जब TSM तीन-चरण बिजुली आपूर्तिमा जडान हुन्छ, ओसिलोस्कोपले VTSM र E0ASM संकेतहरू प्राप्त गर्दछ। किनभने दुई मोटरहरू समान छन् र सिंक्रोनस रूपमा घुमाउँछन्, परीक्षकको TSM को नो-लोड ब्याकपोटेन्शियल र ASM को नो-लोड ब्याकपोटेन्शियल, जसले जेनेरेटर, E0ASM को रूपमा कार्य गर्दछ, चरणमा छन्। त्यसैले, शक्ति कोण θ, अर्थात्, VTSM र E0ASM बीचको चरण भिन्नता मापन गर्न सकिन्छ।

चित्र 2 शक्ति कोण मापन को लागी प्रयोगात्मक तारिङ रेखाचित्र

यो विधि धेरै सामान्य रूपमा प्रयोग गरिएको छैन, मुख्य कारण: ① रोटर शाफ्ट मा माउन्ट गरिएको सानो सिंक्रोनस मोटर वा रोटरी ट्रान्सफर्मर मोटर मापन गर्न आवश्यक छ दुई शाफ्ट विस्तारित छेउ छ, जुन अक्सर गर्न गाह्रो हुन्छ। ② शक्ति कोण मापन को शुद्धता VTSM र E0ASM को उच्च हार्मोनिक सामग्री मा निर्भर गर्दछ, र यदि हार्मोनिक सामग्री अपेक्षाकृत ठूलो छ, मापन को शुद्धता कम हुनेछ।
3) पावर कोण परीक्षण सटीकता र प्रयोगको सहजता सुधार गर्न, अब रोटर स्थिति संकेत पत्ता लगाउन स्थिति सेन्सरहरूको अधिक प्रयोग, र त्यसपछि अन्तिम भोल्टेज दृष्टिकोणसँग चरण तुलना।
आधारभूत सिद्धान्त भनेको मापन गरिएको स्थायी चुम्बक सिंक्रोनस मोटरको शाफ्टमा प्रक्षेपित वा प्रतिबिम्बित फोटोइलेक्ट्रिक डिस्क स्थापना गर्नु हो, डिस्क वा कालो र सेतो मार्करहरूमा समान रूपमा वितरित प्वालहरूको संख्या र परीक्षण अन्तर्गत सिंक्रोनस मोटरको पोलहरूको संख्या। । जब डिस्कले मोटरसँग एक क्रान्ति घुमाउँछ, फोटोइलेक्ट्रिक सेन्सरले p रोटर स्थिति संकेतहरू प्राप्त गर्दछ र p कम भोल्टेज पल्सहरू उत्पन्न गर्दछ। जब मोटर सिंक्रोनस रूपमा चलिरहेको छ, यो रोटर स्थिति संकेत को आवृत्ति आर्मेचर टर्मिनल भोल्टेज को आवृत्ति बराबर छ, र यसको चरण उत्तेजना इलेक्ट्रोमोटिव बल को चरण प्रतिबिम्बित गर्दछ। सिंक्रोनाइजेसन पल्स सिग्नललाई आकार, फेज शिफ्ट र चरण भिन्नता प्राप्त गर्न चरण तुलनाको लागि परीक्षण मोटर आर्मेचर भोल्टेज द्वारा एम्प्लीफाइड गरिएको छ। सेट गर्नुहोस् जब मोटर नो-लोड अपरेशन, चरण भिन्नता θ1 (यस समयमा पावर कोण θ = 0) हो, लोड चलिरहेको बेला, चरण भिन्नता θ2 हो, त्यसपछि चरण भिन्नता θ2 - θ1 मापन गरिन्छ। स्थायी चुम्बक सिंक्रोनस मोटर लोड शक्ति कोण मूल्य। योजनाबद्ध रेखाचित्र चित्र 3 मा देखाइएको छ।

चित्र 3 पावर कोण मापन को योजनाबद्ध रेखाचित्र

फोटोइलेक्ट्रिक डिस्कमा जस्तै कालो र सेतो चिन्हको साथ समान रूपमा लेपित अधिक गाह्रो छ, र जब मापन स्थायी चुम्बक सिंक्रोनस मोटर पोलहरू एकै समयमा डिस्क मार्किङ एक अर्कासँग सामान्य हुन सक्दैन। सरलताको लागि, कालो टेपको सर्कलमा बेरिएको स्थायी चुम्बक मोटर ड्राइभ शाफ्टमा पनि परीक्षण गर्न सकिन्छ, सेतो चिन्हको साथ लेपित, टेपको सतहमा यस सर्कलमा जम्मा भएको प्रकाशले उत्सर्जित फोटोइलेक्ट्रिक सेन्सर प्रकाश स्रोत। यसरी, मोटरको प्रत्येक पालो, फोटोसेन्सिटिभ ट्रान्जिस्टरमा फोटोइलेक्ट्रिक सेन्सरले एक पटक प्रतिबिम्बित प्रकाश र कन्डक्शन प्राप्त गर्नको लागि, विद्युतीय पल्स सिग्नलको परिणामस्वरूप, एम्प्लीफिकेशन र आकार पछि तुलनात्मक संकेत E1 प्राप्त गर्न। कुनै पनि दुई-चरण भोल्टेजको परीक्षण मोटर आर्मेचर घुमाउरो अन्त्यबाट, भोल्टेज ट्रान्सफर्मर PT द्वारा कम भोल्टेजमा, भोल्टेज तुलनाकर्तामा पठाइएको, भोल्टेज पल्स संकेत U1 को आयताकार चरणको प्रतिनिधिको गठन। P-डिभिजन फ्रिक्वेन्सी द्वारा U1, चरण र चरण तुलनाकर्ता बीचको तुलना प्राप्त गर्न चरण तुलनाकर्ता तुलना। P-डिभिजन फ्रिक्वेन्सी द्वारा U1, चरण तुलनाकर्ता द्वारा संकेत संग यसको चरण भिन्नता तुलना गर्न।
माथिको पावर कोण मापन विधिको कमी भनेको शक्ति कोण प्राप्त गर्न दुई मापन बीचको भिन्नता हो। घटाइएका दुई मात्राहरूबाट बच्न र शुद्धता घटाउनको लागि, लोड चरण भिन्नता θ2 को मापनमा, U2 संकेत उल्टो, मापन गरिएको चरण भिन्नता θ2'=180 ° - θ2, शक्ति कोण θ=180 ° - ( θ1 + θ2'), जसले चरणको घटाउबाट थपमा दुई परिमाणहरूलाई रूपान्तरण गर्दछ। चरण मात्रा रेखाचित्र चित्र 4 मा देखाइएको छ।

चित्र 4 चरण भिन्नता गणना गर्न चरण थप विधिको सिद्धान्त

अर्को सुधारिएको विधिले भोल्टेज आयताकार वेभफर्म सिग्नल फ्रिक्वेन्सी डिभिजन प्रयोग गर्दैन, तर इनपुट इन्टरफेस मार्फत क्रमशः सिग्नल वेभफर्म रेकर्ड गर्न माइक्रो कम्प्युटर प्रयोग गर्दछ, नो-लोड भोल्टेज र रोटर स्थिति संकेत तरंगहरू U0, E0, साथै रेकर्ड गर्दछ। लोड भोल्टेज र रोटर स्थिति आयताकार वेभफर्म संकेतहरू U1, E1, र त्यसपछि दुई भोल्टेज आयताकार वेभफर्म संकेतहरूको वेभफॉर्महरू पूर्ण रूपमा ओभरल्याप नभएसम्म दुई रेकर्डिङहरूको वेभफर्महरू एकअर्काको सापेक्ष सार्नुहोस्, जब दुई रोटर बीचको चरण भिन्नता चरण भिन्नता। दुई रोटर स्थिति संकेत बीच शक्ति कोण छ; वा वेभफर्मलाई दुई रोटर स्थिति सिग्नल वेभफर्ममा सार्नुहोस्, त्यसपछि दुई भोल्टेज संकेतहरू बीचको चरण भिन्नता पावर कोण हो।
यो औंल्याउनुपर्छ कि स्थायी चुम्बक सिंक्रोनस मोटरको वास्तविक नो-लोड अपरेशन, पावर कोण शून्य छैन, विशेष गरी साना मोटरहरूको लागि, नो-लोड नोक्सनको नो-लोड अपरेशनको कारण (स्टेटर तामाको क्षति, फलामको क्षति सहित, मेकानिकल हानि, स्ट्रे हानि) अपेक्षाकृत ठूलो छ, यदि तपाइँ शून्यको नो-लोड पावर कोण सोच्नुहुन्छ भने, यसले शक्ति कोणको मापनमा ठूलो त्रुटि निम्त्याउनेछ, जुन राज्यमा DC मोटर चलाउन प्रयोग गर्न सकिन्छ। मोटरको, स्टीयरिङको दिशा र परीक्षण मोटर स्टीयरिङ अनुरूप, DC मोटर स्टीयरिङको साथ, DC मोटर उही अवस्थामा चल्न सक्छ, र DC मोटर परीक्षण मोटरको रूपमा प्रयोग गर्न सकिन्छ। यसले DC मोटरलाई मोटरको अवस्थामा चलिरहेको, स्टीयरिङ र परीक्षण मोटर स्टेयरिङलाई परीक्षण मोटरको सबै शाफ्ट हानि (फलामको क्षति, मेकानिकल हानि, स्ट्रे हानि, आदि सहित) प्रदान गर्न DC मोटरसँग सुसंगत बनाउन सक्छ। न्यायको विधि भनेको परीक्षण मोटर इनपुट पावर स्टेटर तामा खपत बराबर छ, त्यो हो, P1 = pCu, र भोल्टेज र चरणमा वर्तमान। यस पटक मापन गरिएको θ1 शून्यको शक्ति कोणसँग मेल खान्छ।
सारांश: यस विधिको फाइदाहरू:
① प्रत्यक्ष लोड विधिले विभिन्न लोड अवस्थाहरू अन्तर्गत स्थिर अवस्था संतृप्ति प्रेरकता मापन गर्न सक्छ, र नियन्त्रण रणनीति आवश्यक पर्दैन, जुन सहज र सरल छ।
किनभने मापन सीधा लोड अन्तर्गत बनाइएको छ, संतृप्ति प्रभाव र इन्डक्टन्स प्यारामिटरहरूमा डिमग्नेटाइजेशन वर्तमानको प्रभावलाई ध्यानमा राख्न सकिन्छ।
यो विधि को बेफाइदा:
① प्रत्यक्ष लोड विधिले एकै समयमा थप मात्राहरू मापन गर्न आवश्यक छ (तीन-चरण भोल्टेज, तीन-चरण करन्ट, पावर फ्याक्टर कोण, आदि), पावर कोणको मापन अझ गाह्रो छ, र परीक्षणको शुद्धता। प्रत्येक मात्राले प्यारामिटर गणनाको शुद्धतामा प्रत्यक्ष प्रभाव पार्छ, र प्यारामिटर परीक्षणमा सबै प्रकारका त्रुटिहरू संकलन गर्न सजिलो हुन्छ। त्यसकारण, मापदण्डहरू मापन गर्न प्रत्यक्ष लोड विधि प्रयोग गर्दा, त्रुटि विश्लेषणमा ध्यान दिनुपर्छ, र परीक्षण उपकरणको उच्च शुद्धता चयन गर्नुहोस्।
② यस मापन विधिमा उत्तेजित इलेक्ट्रोमोटिभ बल E0 को मान सीधा मोटर टर्मिनल भोल्टेज द्वारा कुनै लोडमा प्रतिस्थापन गरिएको छ, र यो अनुमानले अन्तर्निहित त्रुटिहरू पनि ल्याउँछ। किनभने, स्थायी चुम्बकको अपरेटिङ पोइन्ट लोडको साथ परिवर्तन हुन्छ, जसको मतलब विभिन्न स्टेटर प्रवाहहरूमा, स्थायी चुम्बकको पारगम्यता र प्रवाह घनत्व फरक हुन्छ, त्यसैले परिणामस्वरूप उत्तेजना इलेक्ट्रोमोटिभ बल पनि फरक हुन्छ। यस तरिकाले, लोड अवस्था अन्तर्गत उत्तेजना इलेक्ट्रोमोटिभ बललाई कुनै भार बिना उत्तेजना इलेक्ट्रोमोटिभ बलसँग प्रतिस्थापन गर्न धेरै सही छैन।
सन्दर्भहरू
[१] ताङ रेन्युआन एट अल। आधुनिक स्थायी चुम्बक मोटर सिद्धान्त र डिजाइन। बेइजिङ: मेसिनरी उद्योग प्रेस। मार्च २०११
[२] JF Gieras, M. विंग। स्थायी चुम्बक मोटर टेक्नोलोजी, डिजाइन र अनुप्रयोगहरू, दोस्रो संस्करण। न्यूयोर्क: मार्सेल डेकर, 2002: 170 ~ 171
प्रतिलिपि अधिकार: यो लेख WeChat सार्वजनिक नम्बर मोटर पिक (电机极客), मूल लिङ्कको पुन: प्रिन्ट हो।https://mp.weixin.qq.com/s/Swb2QnApcCWgbLlt9jMp0A

यस लेखले हाम्रो कम्पनीको विचार प्रतिनिधित्व गर्दैन। यदि तपाईंसँग फरक विचार वा विचारहरू छन् भने, कृपया हामीलाई सच्याउनुहोस्!