Hoëspoedmotorskry toenemende aandag as gevolg van hul ooglopende voordele soos hoë kragdigtheid, klein grootte en gewig, en hoë werksdoeltreffendheid. 'n Doeltreffende en stabiele aandryfstelsel is die sleutel tot die volle benutting van die uitstekende werkverrigting vanhoëspoedmotorsHierdie artikel ontleed hoofsaaklik die probleme vanhoëspoedmotordryf tegnologie vanuit die aspekte van beheerstrategie, hoekberaming en kragtopologie-ontwerp, en som die huidige navorsingsresultate tuis en in die buiteland op. Daarna som dit die ontwikkelingstendens op en prospekteer dithoëspoedmotoraandrywingstegnologie.
Deel 02 Navorsingsinhoud
Hoëspoedmotorshet baie voordele soos hoë drywingsdigtheid, klein volume en gewig, en hoë werksdoeltreffendheid. Hulle word wyd gebruik in velde soos lugvaart, nasionale verdediging en veiligheid, produksie en die daaglikse lewe, en is vandag noodsaaklike navorsingsinhoud en ontwikkelingsrigting. In hoëspoed-lastoepassings soos elektriese spindels, turbomasjinerie, mikro-gasturbines en vliegwiel-energieberging, kan die toepassing van hoëspoedmotors 'n direkte aandrywingsstruktuur bereik, veranderlike spoedtoestelle uitskakel, volume-, gewig- en onderhoudskoste aansienlik verminder, terwyl betroubaarheid aansienlik verbeter word, en het uiters breë toepassingsvooruitsigte.Hoëspoedmotorsverwys gewoonlik na snelhede wat 10kr/min oorskry of moeilikheidswaardes (produk van spoed en vierkantswortel van krag) wat 1 × oorskry. Die motor van 105 word in Figuur 1 getoon, wat die relevante data van sommige verteenwoordigende prototipes van hoëspoedmotors plaaslik en internasionaal vergelyk. Die stippellyn in Figuur 1 is die moeilikheidsgraad van 1 × 105, ens.
1.Moeilikhede in hoëspoed-motoraandrywingstegnologie
1. Stelselstabiliteitsprobleme by hoë fundamentele frekwensies
Wanneer die motor in 'n hoë bedryfsfundamentele frekwensietoestand is, as gevolg van beperkings soos analoog-na-digitale omskakelingstyd, digitale beheerderalgoritme-uitvoeringstyd en omsetterskakelfrekwensie, is die draerfrekwensie van die hoëspoed-motoraandrywingstelsel relatief laag, wat lei tot 'n beduidende afname in motorbedryfsprestasie.
2. Die probleem van hoë-presisie rotorposisieberaming in fundamentele frekwensie
Tydens hoëspoed-werking is die akkuraatheid van rotorposisie van kritieke belang vir die operasionele prestasie van die motor. As gevolg van die lae betroubaarheid, groot grootte en hoë koste van meganiese posisiesensors, word sensorlose algoritmes dikwels in hoëspoed-motorbeheerstelsels gebruik. Onder hoë bedryfsfundamentele frekwensietoestande is die gebruik van posisiesensorlose algoritmes egter vatbaar vir nie-ideale faktore soos omsetter-nielineariteit, ruimtelike harmonieke, lusfilters en induktansieparameterafwykings, wat lei tot beduidende rotorposisie-skattingsfoute.
3. Rimpelonderdrukking in hoëspoed-motoraandrywingstelsels
Die klein induktansie van hoëspoedmotors lei onvermydelik tot die probleem van groot stroomrimpel. Die bykomende koperverlies, ysterverlies, wringkragrimpel en vibrasiegeraas wat veroorsaak word deur hoë stroomrimpel kan die verliese van hoëspoedmotorstelsels aansienlik verhoog, motorprestasie verminder, en die elektromagnetiese interferensie wat veroorsaak word deur hoë vibrasiegeraas kan die veroudering van die drywer versnel. Bogenoemde kwessies beïnvloed die prestasie van hoëspoedmotoraandrywingstelsels aansienlik, en die optimaliseringsontwerp van lae-verlies hardewarekringe is van kritieke belang vir hoëspoedmotoraandrywingstelsels. Samevattend vereis die ontwerp van 'n hoëspoedmotoraandrywingstelsel omvattende oorweging van verskeie faktore, insluitend stroomluskoppeling, stelselvertraging, parameterfoute en tegniese probleme soos stroomrimpelonderdrukking. Dit is 'n hoogs komplekse proses wat hoë eise stel aan beheerstrategieë, rotorposisie-skattingsakkuraatheid en kragtopologie-ontwerp.
2. Beheerstrategie vir hoëspoed-motoraandrywingstelsel
1. Modellering van 'n hoëspoed-motorbeheerstelsel
Die eienskappe van hoë bedryfsfundamentele frekwensie en lae draerfrekwensieverhouding in hoëspoed-motoraandrywingstelsels, sowel as die invloed van motorkoppeling en -vertraging op die stelsel, kan nie geïgnoreer word nie. Daarom, met inagneming van die bogenoemde twee hooffaktore, is modellering en analise van die rekonstruksie van hoëspoed-motoraandrywingstelsels die sleutel tot verdere verbetering van die aandrywingsprestasie van hoëspoedmotors.
2. Ontkoppelingsbeheertegnologie vir hoëspoedmotors
Die mees gebruikte tegnologie in hoëprestasie-motoraandrywingstelsels is FOC-beheer. In reaksie op die ernstige koppelprobleem wat veroorsaak word deur hoë bedryfsfundamentele frekwensie, is die hoofnavorsingsrigting tans ontkoppelingsbeheerstrategieë. Die ontkoppelingsbeheerstrategieë wat tans bestudeer word, kan hoofsaaklik verdeel word in modelgebaseerde ontkoppelingsbeheerstrategieë, steuringskompensasie-gebaseerde ontkoppelingsbeheerstrategieë en komplekse vektorreguleerder-gebaseerde ontkoppelingsbeheerstrategieë. Modelgebaseerde ontkoppelingsbeheerstrategieë sluit hoofsaaklik voorwaartse ontkoppeling en terugvoerontkoppeling in, maar hierdie strategie is sensitief vir motorparameters en kan selfs lei tot stelselonstabiliteit in gevalle van groot parameterfoute, en kan nie volledige ontkoppeling bereik nie. Die swak dinamiese ontkoppelingsprestasie beperk die toepassingsreeks daarvan. Laasgenoemde twee ontkoppelingsbeheerstrategieë is tans navorsingsbrandpunte.
3. Vertragingskompensasietegnologie vir hoëspoedmotorstelsels
Ontkoppelbeheertegnologie kan die koppelprobleem van hoëspoed-motoraandrywingstelsels effektief oplos, maar die vertragingskakel wat deur vertraging ingestel word, bestaan steeds, dus is effektiewe aktiewe kompensasie vir stelselvertraging nodig. Tans is daar twee hoof aktiewe kompensasiestrategieë vir stelselvertraging: modelgebaseerde kompensasiestrategieë en modelonafhanklike kompensasiestrategieë.
Deel 03 Navorsingsgevolgtrekking
Gebaseer op die huidige navorsingsprestasies inhoëspoedmotorAandryftegnologie in die akademiese gemeenskap, gekombineer met bestaande probleme, sluit die ontwikkelings- en navorsingsrigtings van hoëspoedmotors hoofsaaklik die volgende in: 1) navorsing oor presiese voorspelling van hoë fundamentele frekwensiestroom en aktiewe kompensasievertragingsverwante kwessies; 3) Navorsing oor hoë dinamiese werkverrigtingbeheeralgoritmes vir hoëspoedmotors; 4) Navorsing oor presiese skatting van hoekposisie en volspoeddomeinrotorposisieskattingsmodel vir ultrahoëspoedmotors; 5) Navorsing oor volle kompensasietegnologie vir foute in hoëspoedmotorposisieskattingsmodelle; 6) Navorsing oor hoëfrekwensie en hoë verlies van hoëspoedmotorkragtopologie.
Plasingstyd: 24 Okt-2023
