Σύστημα ελέγχου μεταβλητών ταχυτήτων συχνότητας με σύγχρονο κινητήρα μόνιμου μαγνήτη βασισμένο σε υβριδικό έλεγχο
Οι Xiao Qinghao και Tang Ningping, ερευνητές της Σχολής Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Αυτοματισμού του Πανεπιστημίου του Fuzhou, έγραψαν στο πρώτο τεύχος της «Ηλεκτρικής Τεχνολογίας» το 2019, με στόχο δύο διαφορετικούς τύπους μεθόδων ελέγχου μεταβλητής συχνότητας για συγχρονισμένους κινητήρες μόνιμου μαγνήτη. Υβριδική μέθοδος ελέγχου μεταβλητής συχνότητας ελέγχου της ταχύτητας που συνδυάζει τον έλεγχο και τον αυτόματο έλεγχο.
Η μέθοδος συνδυάζει τη ρύθμιση υψηλής ταχύτητας και αυτοελεγχόμενης ταχύτητας μεταβλητής συχνότητας του ελέγχου συχνότητας του ελέγχου συχνότητας για τη βελτίωση της δυναμικής απόδοσης και της σταθερής κατάστασης του συστήματος ελέγχου. Ένα μοντέλο προσομοίωσης που αλλάζει αυτόματα μεταξύ των δύο καθορίζεται στην πλατφόρμα Matlab / Simulink. Τα αποτελέσματα προσομοίωσης δείχνουν ότι η μέθοδος είναι αποτελεσματική και εφικτή.
Ο σύγχρονος κινητήρας μόνιμου μαγνήτη έχει τα πλεονεκτήματα απλής δομής, αξιόπιστης λειτουργίας, υψηλής πυκνότητας ισχύος και υψηλής απόδοσης και είναι εύκολο να αποτελέσει ένα σύστημα ελέγχου ταχύτητας υψηλής απόδοσης. Επιπλέον, με την ανάπτυξη της τεχνολογίας ηλεκτρονικών ισχύος, της τεχνολογίας ελέγχου κινητήρα, της τεχνολογίας των υπολογιστών και της τιμής των υλικών μόνιμου μαγνήτη, χρησιμοποιείται ευρέως σε πολλούς τομείς όπως οικιακές συσκευές, οχήματα, βιομηχανικός έλεγχος, αεροδιαστημική κ.λπ. πολύ στα ηλεκτρικά συστήματα κίνησης. Σημαντική τιμή εφαρμογής.
Στο σύστημα ελέγχου μεταβλητής συχνότητας υπάρχουν δύο διαφορετικοί τρόποι ελέγχου, ένας είναι ο έλεγχος της ρύθμισης της ταχύτητας μετατροπής της συχνότητας και ο άλλος η αυτορυθμιζόμενη ρύθμιση ταχύτητας μετατροπής συχνότητας και οι δύο μέθοδοι ελέγχου έχουν τα δικά τους πλεονεκτήματα.
Ελέγχει τη ρύθμιση της ταχύτητας μετατροπής συχνότητας, η οποία είναι επίσης γνωστή ως μέθοδος ελέγχου της συχνότητας σταθερής τάσης. Δίνοντας τη συχνότητα του ρεύματος του στάτη του κινητήρα, παράγεται το μαγνητικό πεδίο που περιστρέφεται με αέρα και αντιστοιχεί στη συχνότητα και η ταχύτητα περιστροφής του κινητήρα και το μαγνητικό πεδίο που περιστρέφεται με το διάκενο αέρα είναι αυστηρά συγχρονισμένα, εξασφαλίζοντας έτσι ότι ελέγχει την υψηλή ακρίβεια της συχνότητας έλεγχος. Επιπλέον, το σύστημα ελέγχου της ταχύτητας μετατροπής του ελέγχου έχει επίσης τα πλεονεκτήματα της απλής δομής του κυκλώματος ελέγχου και της άνετης ρύθμισης.
Ωστόσο, υπάρχουν εγγενή μειονεκτήματα σε αυτόν τον τρόπο ελέγχου, δηλαδή το πρόβλημα εκτός βημάτων. Αυτορυθμιζόμενη ρύθμιση ταχύτητας μεταβλητής συχνότητας, της οποίας η συχνότητα εξόδου ελέγχεται από έναν ανιχνευτή θέσης δρομέα στον άξονα του κινητήρα και αποτελεί ένα σύστημα κλειστού βρόχου που παρακολουθεί αυτόματα τη θέση του ρότορα από τη συχνότητα ρεύματος στάτη. Αυτή η μέθοδος μπορεί ουσιαστικά να εξαλείψει τον κρυμμένο κίνδυνο ταλάντωσης του ρότορα και του βήματος. Αυτό συμβαίνει επειδή η συχνότητα εξόδου της συσκευής αντιστροφέα που τροφοδοτεί την περιέλιξη στάτορα του κινητήρα ελέγχεται από τον ανιχνευτή θέσης δρομέα και διατηρείται πάντοτε συγχρονισμένη, αποφεύγοντας έτσι την ξαφνική αλλαγή φορτίου και τα παρόμοια. Το φαινόμενο της εκτός βημάτων, αλλά το σύστημα ελέγχου είναι σχετικά περίπλοκη. Επιπλέον, λόγω της ακρίβειας του ανιχνευτή θέσης, των παραμέτρων ελέγχου ρυθμιστή και άλλων παραγόντων, θα υπάρξει ένα συγκεκριμένο στατικό σφάλμα.
Συνδυάζοντας τα πλεονεκτήματα των παραπάνω δύο μεθόδων ελέγχου, η εργασία αυτή προτείνει μια μέθοδο ελέγχου της ταχύτητας του σύγχρονου κινητήρα με μόνιμο μαγνήτη, βασισμένη στο συνδυασμό του ελέγχου και του αυτόματου ελέγχου [9-11], για να παίξει καλύτερα δύο είδη ελέγχου συχνότητας Τα πλεονεκτήματα του τρόπου. Με την καθιέρωση του αντίστοιχου πειραματισμού μοντέλου και προσομοίωσης στην πλατφόρμα προσομοίωσης Matlab / Simulink, τα αποτελέσματα προσομοίωσης δείχνουν ότι η μέθοδος είναι αποτελεσματική και εφικτή.
Συμπερασματικά
Αυτό το έγγραφο προτείνει μια αυτόματη εναλλαγή υβριδικής μεθόδου ελέγχου ταχύτητας που συνδυάζει τον έλεγχο και τον αυτόματο έλεγχο, αναλύοντας τα χαρακτηριστικά του ελέγχου και του αυτοελέγχου του. Η μέθοδος ελέγχου ταχύτητας υιοθετεί τον τρόπο ελέγχου της ταχύτητας και του ρεύματος κατά την εκκίνηση, ο οποίος πραγματοποιεί την γρήγορη εκκίνηση του κινητήρα, έχει μεγάλη ισχύ φόρτωσης, αποφεύγει τον κίνδυνο απώλειας του βήματος και έχει καλή δυναμική απόδοση.
Όταν πληρούται η συνθήκη μεταγωγής, μεταβαίνει στην άλλη κατάσταση ελέγχου, η διαδικασία μεταγωγής είναι ομαλή και γρήγορη και δεν εμφανίζεται μεταβατικό ρεύμα εισόδου. Υπό τη λειτουργία του ελέγχου και του ελέγχου, το σύστημα έχει υψηλότερη ακρίβεια σταθερής κατάστασης και μια συγκεκριμένη χωρητικότητα φορτίου. Όταν η ροπή φόρτωσης μεταβάλλεται στη σταθερή περιοχή ελέγχου, χρησιμοποιείται η χαρακτηριστική του μοτέρ "αυτοσυμπληρωματική γωνία ροπής-ισχύος" του κινητήρα και το σύστημα μπορεί να επιστρέψει στην σταθερή κατάσταση μετά από μια σύντομη αυτό-ρύθμιση. και όταν μεταβληθεί η δεδομένη ταχύτητα, η γρήγορη μεταγωγή στην κατάσταση αυτόματου ελέγχου, για να αποφευχθεί η εξάντληση του συγχρονισμού και να μεταβεί στον έλεγχο του ελέγχου μετά την ικανοποίηση των συνθηκών μεταγωγής, πραγματοποιώντας έτσι την αυτόματη εναλλαγή μεταξύ ελέγχου και τον αυτόματο έλεγχο.
Σύμφωνα με αυτή τη μέθοδο, οι δύο τρόποι ελέγχου μπορούν να μετακινηθούν ομαλά και ομαλά, ενώ τα χαρακτηριστικά της υψηλής ακρίβειας σταθερής κατάστασης, της αυτοκαθορισμού δυναμικής αντοχής και της απώλειας βημάτων δεν αξιοποιούνται πλήρως και η σταθερή και δυναμική απόδοση του συστήματος είναι βελτιώθηκε. Αυτή η μέθοδος έχει επίσης ορισμένα ελαττώματα. Στη λειτουργία αυτόματου ελέγχου, ο αισθητήρας θέσης είναι απαραίτητος για την αύξηση του σήματος ταχύτητας και ο έλεγχος χωρίς αισθητήρα δεν εφαρμόζεται πλήρως. Η μέθοδος έχει συγκεκριμένη τιμή εφαρμογής στις περιπτώσεις όπου η ταχύτητα περιστροφής χρειάζεται να προσαρμόζεται γρήγορα και η ακρίβεια της ταχύτητας περιστροφής είναι υψηλή σε λειτουργία σταθερής κατάστασης, όπως η υφαντική ίνα και η βιομηχανία γυαλιού.
