Didelės spartos varikliaisulaukia vis daugiau dėmesio dėl akivaizdžių privalumų, tokių kaip didelis galios tankis, mažas dydis ir svoris bei didelis darbo efektyvumas. Efektyvi ir stabili pavaros sistema yra raktas į visapusišką puikaus našumo išnaudojimą.didelio greičio varikliaiŠiame straipsnyje daugiausia analizuojami sunkumai, su kuriais susiduriamadidelio greičio variklispavaros technologija valdymo strategijos, kampų įvertinimo ir galios topologijos projektavimo aspektais ir apibendrina dabartinius tyrimų rezultatus šalyje ir užsienyje. Vėliau apibendrinama ir numatoma plėtros tendencijadidelio greičio variklispavaros technologija.
02 dalis. Tyrimo turinys
Didelės spartos varikliaituri daug privalumų, tokių kaip didelis galios tankis, mažas tūris ir svoris bei didelis darbo efektyvumas. Jie plačiai naudojami tokiose srityse kaip aviacija ir kosmoso pramonė, nacionalinė gynyba ir sauga, gamyba ir kasdienis gyvenimas, todėl šiandien yra būtina tyrimų turinio ir plėtros kryptis. Didelės spartos apkrovos taikymuose, tokiuose kaip elektriniai velenai, turbinų varikliai, mikro dujų turbinos ir smagračio energijos kaupimas, naudojant didelės spartos variklius galima pasiekti tiesioginės pavaros struktūrą, panaikinti kintamo greičio įtaisus, žymiai sumažinti tūrį, svorį ir priežiūros išlaidas, tuo pačiu žymiai pagerinant patikimumą, ir turi itin plačias taikymo perspektyvas.Didelės spartos varikliaipaprastai reiškia greičius, viršijančius 10 kr/min, arba sudėtingumo vertes (greičio ir galios kvadratinės šaknies sandaugą), viršijančias 1 × 105 variklis parodytas 1 paveiksle, kuriame palyginami atitinkami kai kurių tipinių greitaeigių variklių prototipų duomenys tiek šalies viduje, tiek tarptautiniu mastu. Punktyrinė linija 1 paveiksle rodo 1 × 105 sudėtingumo lygį ir kt.
1,Didelės spartos variklių pavaros technologijos sunkumai
1. Sistemos stabilumo problemos esant aukštiems pagrindiniams dažniams
Kai variklis veikia aukšto pagrindinio dažnio būsenoje, dėl tokių apribojimų kaip analoginio-skaitmeninio konvertavimo laikas, skaitmeninio valdiklio algoritmo vykdymo laikas ir keitiklio perjungimo dažnis, didelės spartos variklio pavaros sistemos nešlio dažnis yra santykinai mažas, todėl variklio veikimo charakteristikos žymiai sumažėja.
2. Didelio tikslumo rotoriaus padėties įvertinimo pagrindinio dažnio aplinkoje problema
Didelio greičio veikimo metu rotoriaus padėties tikslumas yra labai svarbus variklio eksploatacinėms savybėms. Dėl mažo mechaninių padėties jutiklių patikimumo, didelio dydžio ir didelės kainos, greitaeigių variklių valdymo sistemose dažnai naudojami be jutiklių algoritmai. Tačiau esant dideliam pagrindiniam dažniui, be jutiklių padėties algoritmų naudojimas yra jautrus neidealiems veiksniams, tokiems kaip keitiklio netiesiškumas, erdvinės harmonikos, kilpų filtrai ir induktyvumo parametrų nuokrypiai, dėl kurių atsiranda didelių rotoriaus padėties įvertinimo paklaidų.
3. Pulsacijos slopinimas greitaeigėse variklių pavaros sistemose
Dėl mažo greitaeigių variklių induktyvumo neišvengiamai kyla didelė srovės pulsacija. Dėl didelio srovės pulsavimo atsirandantys papildomi vario nuostoliai, geležies nuostoliai, sukimo momento pulsavimas ir vibracijos triukšmas gali smarkiai padidinti greitaeigių variklių sistemų nuostolius, sumažinti variklio našumą, o dėl didelio vibracijos triukšmo atsirandantys elektromagnetiniai trukdžiai gali paspartinti pavaros senėjimą. Minėtos problemos labai veikia greitaeigių variklių pavaros sistemų našumą, todėl mažo nuostolio aparatinės įrangos grandinių optimizavimas yra labai svarbus greitaeigėms variklių pavaros sistemoms. Apibendrinant galima teigti, kad projektuojant greitaeigę variklių pavaros sistemą reikia išsamiai atsižvelgti į daugelį veiksnių, įskaitant srovės kilpos sujungimą, sistemos vėlavimą, parametrų paklaidas ir techninius sunkumus, tokius kaip srovės pulsavimo slopinimas. Tai labai sudėtingas procesas, keliantis aukštus reikalavimus valdymo strategijoms, rotoriaus padėties įvertinimo tikslumui ir galios topologijos projektavimui.
2. Didelės spartos variklio pavaros sistemos valdymo strategija
1. Didelės spartos variklio valdymo sistemos modeliavimas
Negalima ignoruoti didelio darbinio pagrindinio dažnio ir mažo nešlio dažnio santykio charakteristikų greitaeigėse variklių pavaros sistemose, taip pat variklio sujungimo ir vėlinimo įtakos sistemai. Todėl, atsižvelgiant į du pagrindinius veiksnius, greitaeigių variklių pavaros sistemų modeliavimas ir rekonstrukcijos analizė yra raktas į tolesnį greitaeigių variklių pavaros našumo gerinimą.
2. Didelės spartos variklių atjungimo valdymo technologija
Didelio našumo variklių pavarų sistemose plačiausiai naudojama technologija yra FOC valdymas. Reaguodama į rimtą sujungimo problemą, kurią sukelia aukštas darbinis pagrindinis dažnis, pagrindinė tyrimų kryptis šiuo metu yra atsiejimo valdymo strategijos. Šiuo metu tiriamas atsiejimo valdymo strategijas daugiausia galima suskirstyti į modeliu pagrįstas atsiejimo valdymo strategijas, trikdžių kompensavimo pagrindus atjungimo valdymo strategijas ir kompleksinio vektorinio reguliatoriaus pagrindus atjungimo valdymo strategijas. Modeliu pagrįstos atjungimo valdymo strategijos daugiausia apima tiesioginio ryšio atjungimą ir grįžtamojo ryšio atjungimą, tačiau ši strategija yra jautri variklio parametrams ir netgi gali sukelti sistemos nestabilumą esant didelėms parametrų paklaidoms, ir negali pasiekti visiško atjungimo. Prastas dinaminis atjungimo našumas riboja jos taikymo sritį. Pastarosios dvi atjungimo valdymo strategijos šiuo metu yra tyrimų karštosios vietos.
3. Vėlavimo kompensavimo technologija didelės spartos variklių sistemoms
Atsiejimo valdymo technologija gali efektyviai išspręsti greitaeigių variklių pavaros sistemų sujungimo problemą, tačiau vis dar egzistuoja dėl vėlavimo atsirandantis vėlavimo ryšys, todėl reikalinga efektyvi aktyvi sistemos vėlavimo kompensacija. Šiuo metu yra dvi pagrindinės aktyvios sistemos vėlavimo kompensacijos strategijos: modeliu pagrįstos kompensavimo strategijos ir nuo modelio nepriklausomos kompensavimo strategijos.
03 dalies tyrimo išvada
Remiantis dabartiniais tyrimų pasiekimais,didelio greičio variklisAkademinėje bendruomenėje egzistuojančios pavarų technologijos, kartu su esamomis problemomis, didelės spartos variklių kūrimo ir tyrimų kryptys daugiausia apima: 1) tikslaus didelio pagrindinio dažnio srovės prognozavimo ir aktyvios kompensacijos uždelsimo problemų tyrimus; 3) didelės spartos variklių didelio dinaminio našumo valdymo algoritmų tyrimus; 4) tikslaus kampinės padėties įvertinimo ir viso greičio srities rotoriaus padėties įvertinimo modelio tyrimus itin didelės spartos varikliams; 5) visiško kompensavimo technologijos, skirtos didelio spartos variklių padėties įvertinimo modelių paklaidoms, tyrimus; 6) didelio dažnio ir didelių nuostolių didelės spartos variklių galios topologijos tyrimus.
Įrašo laikas: 2023 m. spalio 24 d.
