Высакахуткасныя рухавікіпрыцягваюць усё большую ўвагу з-за іх відавочных пераваг, такіх як высокая шчыльнасць магутнасці, невялікія памеры і вага, а таксама высокая эфектыўнасць працы. Эфектыўная і стабільная сістэма прывада з'яўляецца ключом да поўнага выкарыстання выдатных характарыстыкхуткасныя рухавікі. Гэты артыкул у асноўным аналізуе цяжкасцівысакахуткасны рухавіктэхналогію прывада з аспектаў стратэгіі кіравання, кутняй ацэнкі і дызайну тапалогіі магутнасці, а таксама абагульняе вынікі бягучых даследаванняў у краіне і за мяжой. Пасля гэтага ён падсумоўвае і паказвае тэндэнцыі развіццявысакахуткасны рухавіктэхніка прывада.
Частка 02 Змест даследавання
Высакахуткасныя рухавікімаюць шмат пераваг, такіх як высокая шчыльнасць магутнасці, невялікі аб'ём і вага, а таксама высокая эфектыўнасць працы. Яны шырока выкарыстоўваюцца ў такіх галінах, як аэракасмічная прамысловасць, нацыянальная абарона і бяспека, вытворчасць і паўсядзённае жыццё, і сёння з'яўляюцца неабходным зместам даследаванняў і напрамкам развіцця. У прымяненні высакахуткасных нагрузак, такіх як электрычныя шпіндзелі, турбамашыны, мікрагазавыя турбіны і махавіковыя назапашвальнікі энергіі, прымяненне высакахуткасных рухавікоў можа дасягнуць структуры прамога прывада, ліквідаваць прылады з пераменнай хуткасцю, значна паменшыць аб'ём, вагу і выдаткі на абслугоўванне , значна павышаючы надзейнасць, і мае надзвычай шырокія перспектывы прымянення.Высакахуткасныя рухавікізвычайна адносяцца да хуткасцей, якія перавышаюць 10 кр/хв, або значэнняў складанасці (здабытак хуткасці і квадратнага кораня з магутнасці), якія перавышаюць 1 × Матор 105 паказаны на малюнку 1, дзе параўноўваюцца адпаведныя даныя некаторых прататыпаў высакахуткасных рухавікоў у краіне і на міжнародным узроўні. Пункцірная лінія на малюнку 1 паказвае ўзровень складанасці 1 × 105 і г.д
1,Цяжкасці ў тэхналогіі высокахуткаснага рухавіка
1. Праблемы стабільнасці сістэмы на высокіх асноўных частотах
Калі рухавік знаходзіцца ў стане высокай працоўнай асноўнай частоты, з-за такіх абмежаванняў, як час аналагава-лічбавага пераўтварэння, час выканання алгарытму лічбавага кантролера і частата пераключэння інвертара, апорная частата сістэмы прывада высакахуткаснага рухавіка адносна нізкая , што прыводзіць да значнага зніжэння працоўных характарыстык рухавіка.
2. Задача высокадакладнай ацэнкі становішча ротара на асноўнай частаце
Падчас працы на высокай хуткасці дакладнасць становішча ротара мае вырашальнае значэнне для эксплуатацыйных характарыстык рухавіка. З-за нізкай надзейнасці, вялікіх памераў і высокага кошту механічных датчыкаў становішча бессенсорные алгарытмы часта выкарыстоўваюцца ў сістэмах кіравання высакахуткаснымі рухавікамі. Аднак ва ўмовах высокай рабочай асноўнай частоты выкарыстанне бесдатчыкавых алгарытмаў становішча схільна ўздзеянню неідэальных фактараў, такіх як нелінейнасць інвертара, прасторавыя гармонікі, контурныя фільтры і адхіленні параметраў індуктыўнасці, што прыводзіць да значных памылак ацэнкі становішча ротара.
3. Падаўленне пульсацый у сістэмах хуткаснага рухавіка
Малая індуктыўнасць высакахуткасных рухавікоў непазбежна прыводзіць да праблемы вялікіх пульсацый току. Дадатковыя страты медзі, страты жалеза, пульсацыі крутоўнага моманту і шум вібрацыі, выкліканыя высокай пульсацыяй току, могуць значна павялічыць страты сістэм высакахуткасных рухавікоў, знізіць прадукцыйнасць рухавіка, а электрамагнітныя перашкоды, выкліканыя моцным шумам вібрацыі, могуць паскорыць старэнне рухавіка. кіроўца. Вышэйпаказаныя праблемы моцна ўплываюць на прадукцыйнасць сістэм высакахуткасных рухавікоў, і аптымізацыя апаратных схем з нізкімі стратамі мае вырашальнае значэнне для сістэм высакахуткасных рухавікоў. Падводзячы вынік, распрацоўка сістэмы высакахуткаснага рухавіка патрабуе ўсебаковага ўліку шматлікіх фактараў, у тым ліку токавай сувязі, сістэмнай затрымкі, памылак параметраў і тэхнічных цяжкасцей, такіх як падаўленне пульсацый току. Гэта вельмі складаны працэс, які прад'яўляе высокія патрабаванні да стратэгій кіравання, дакладнасці ацэнкі становішча ротара і дызайну тапалогіі магутнасці.
2、 Стратэгія кіравання для сістэмы высакахуткаснага рухавіка
1. Мадэляванне сістэмы кіравання высакахуткасным рухавіком
Нельга ігнараваць характарыстыкі высокай працоўнай асноўнай частаты і нізкага стаўлення нясучай частоты ў сістэмах высакахуткаснага рухавіка, а таксама ўплыў сувязі рухавіка і затрымкі на сістэму. Такім чынам, улічваючы два вышэйпералічаныя асноўныя фактары, мадэляванне і аналіз рэканструкцыі сістэм прывада высакахуткасных рухавікоў з'яўляецца ключом да далейшага паляпшэння хадавых характарыстык высакахуткасных рухавікоў.
2. Тэхналогія развязкі кіравання для высакахуткасных рухавікоў
Найбольш шырока выкарыстоўваная тэхналогія ў сістэмах высокапрадукцыйнага рухавіка - гэта кіраванне FOC. У адказ на сур'ёзную праблему сувязі, выкліканую высокай рабочай асноўнай частатой, галоўным напрамкам даследаванняў у цяперашні час з'яўляюцца стратэгіі развязкі кіравання. Вывучаныя ў цяперашні час стратэгіі развязкі можна ў асноўным падзяліць на стратэгіі развязкі на аснове мадэлі, стратэгіі развязкі на аснове кампенсацыі парушэнняў і стратэгіі развязкі на аснове комплекснага вектарнага рэгулятара. Стратэгіі кіравання развязкай, заснаваныя на мадэлі, у асноўным уключаюць развязку з папярэджаннем і зваротную сувязь, але гэтая стратэгія адчувальная да параметраў рухавіка і можа нават прывесці да нестабільнасці сістэмы ў выпадках вялікіх памылак параметраў і не можа дасягнуць поўнага развязкі. Дрэнная дынамічная развязка абмяжоўвае дыяпазон яго прымянення. Дзве апошнія стратэгіі кантролю развязкі ў цяперашні час з'яўляюцца гарачымі кропкамі даследаванняў.
3. Тэхналогія кампенсацыі затрымкі для высакахуткасных рухавікоў
Тэхналогія кіравання раз'яднаннем можа эфектыўна вырашыць праблему злучэння сістэм высакахуткасных рухавікоў, але сувязь з затрымкай, уведзеная затрымкай, усё яшчэ існуе, таму патрэбна эфектыўная актыўная кампенсацыя сістэмнай затрымкі. У цяперашні час існуюць дзве асноўныя актыўныя стратэгіі кампенсацыі за сістэмную затрымку: стратэгіі кампенсацыі, заснаваныя на мадэлі, і стратэгіі кампенсацыі, незалежныя ад мадэлі.
Частка 03 Заключэнне даследавання
На аснове сучасных навуковых дасягненняў увысакахуткасны рухавіктэхналогія прывада ў акадэмічным асяроддзі, у спалучэнні з існуючымі праблемамі, распрацоўка і даследаванні напрамкаў высакахуткасных рухавікоў у асноўным ўключаюць у сябе: 1) даследаванні па дакладным прагназаванні току высокай асноўнай частаты і пытанні, звязаныя з актыўнай затрымкай кампенсацыі; 3) Даследаванне алгарытмаў кіравання высокімі дынамічнымі характарыстыкамі хуткасных рухавікоў; 4) Даследаванне дакладнай ацэнкі вуглавога становішча і мадэлі ацэнкі становішча ротара на поўнай хуткасці для звышвысокіх хуткасных рухавікоў; 5) Даследаванне тэхналогіі поўнай кампенсацыі памылак у мадэлях ацэнкі становішча высакахуткасных рухавікоў; 6) Даследаванне высокай частаты і высокіх страт тапалогіі высакахуткаснага рухавіка.
Час публікацыі: 24 кастрычніка 2023 г
