Ảnh hưởng của chiến lược điều khiển đến hiệu suất của động cơ truyền động đồng bộ nam châm vĩnh cửu
Hai chiến lược điều khiển điển hình cho động cơ truyền động đồng bộ nam châm vĩnh cửu là điều khiển véc tơ và điều khiển mô-men xoắn trực tiếp. Cả hai đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng. Điều khiển véc tơ dựa trên mô hình toán học của động cơ truyền động đồng bộ nam châm vĩnh cửu được điều khiển và mô-men xoắn động cơ được thực hiện bằng cách điều khiển dòng điện cuộn dây phần ứng.
Động cơ truyền động đồng bộ nam châm vĩnh cửu có mô-men xoắn tốc độ tương đối thấp dưới điều khiển véc tơ, và phạm vi tốc độ rộng. Dưới sự điều khiển của vectơ định hướng trường rôto, không cần dòng kích thích phản ứng, vì vậy dòng điện đơn vị có thể tạo ra mô men điện từ cực đại. Liên quan đến điều khiển véc tơ. Điều khiển mô-men xoắn trực tiếp loại bỏ các biến đổi tọa độ không gian phức tạp. Điều khiển định hướng liên kết từ thông stato có thể thực hiện quan sát và điều khiển trực tiếp liên kết từ thông động cơ và mô-men xoắn trong hệ tọa độ stato, và có những ưu điểm của chế độ điều khiển đơn giản, đáp ứng mô-men xoắn nhanh và dễ dàng thực hiện số hóa hoàn toàn.
Hiện nay, các thuật toán điều khiển tiên tiến đã đạt được kết quả tốt trong hai chiến lược điều khiển, chẳng hạn như điều khiển mô-men xoắn trực tiếp của động cơ truyền động đồng bộ nam châm vĩnh cửu dựa trên cấu trúc biến chế độ trượt, giải quyết vấn đề điều khiển mô-men xoắn trực tiếp cho động cơ đồng bộ nam châm truyền thống. Các vấn đề với dòng điện lớn, liên kết từ thông và gợn mô-men xoắn.
Phương pháp điều khiển mô-men xoắn trực tiếp mới cho động cơ truyền động đồng bộ nam châm vĩnh cửu dựa trên điều khiển chu kỳ nhiệm vụ sử dụng mô hình toán học chính xác để tính chu kỳ làm việc của thời gian hoạt động của vectơ điện áp hiệu dụng hiện được chọn trong toàn bộ thời gian lấy mẫu sử dụng sai số mô-men xoắn. Điều chỉnh thời gian hiệu lực của vectơ điện áp hiệu dụng trong thời gian thực. Các gợn mô-men xoắn được giảm hiệu quả. CMAC bộ điều khiển chung mô hình tiểu não dựa trên mạng nơ ron dẫn xuất tích phân tỷ lệ được đưa vào hệ thống điều khiển tốc độ AC động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu, thay thế bộ điều khiển PI vòng ngoài tốc độ trong hệ thống điều khiển vòng lặp kép truyền thống.
Ngoài ra, dựa trên nghiên cứu về điều khiển véc tơ và chiến lược điều khiển mô-men xoắn trực tiếp, công nghệ điều khiển hiệu suất cao cũng đã phát triển nhanh chóng, cải thiện đáng kể hiệu suất của động cơ truyền động đồng bộ nam châm vĩnh cửu.
1) Công nghệ mở rộng tốc độ từ tính yếu. Xe điện, đặc biệt là xe điện lái trực tiếp, đòi hỏi một động cơ truyền động đồng bộ nam châm vĩnh cửu với một loạt các quy định tốc độ. Phạm vi tốc độ của động cơ bị giới hạn bởi độ bền cơ học của chính động cơ và phạm vi của vùng công suất không đổi trên tốc độ cơ sở. Kiểm soát từ tính yếu là cần thiết cho tình huống này. Cấu trúc cánh quạt tích hợp làm cho động cơ có hiệu ứng cực nổi bật. Và tận dụng triệt để mô-men xoắn miễn cưỡng để mở rộng phạm vi của vùng từ tính yếu.
2) Công nghệ ức chế gợn mô-men xoắn. Có hai lý do chính cho gợn mô-men xoắn của động cơ truyền động đồng bộ nam châm vĩnh cửu: phương pháp điều khiển và mạch từ không lý tưởng hóa do cấu trúc của chính nó gây ra để khuếch đại lỗi của các tham số được giới thiệu. vì thế. Bằng cách tối ưu hóa cấu trúc của động cơ truyền động đồng bộ nam châm vĩnh cửu và cải thiện sự phân bố từ trường của rôto, cũng có thể tối ưu hóa chiến lược điều khiển từ mức điều khiển động cơ, giảm mô-men xoắn của stator và cuối cùng đạt được triệt tiêu gợn mô-men xoắn.
Dựa trên các phân tích trên, động cơ truyền động đồng bộ nam châm vĩnh cửu tích hợp sử dụng công nghệ mở rộng tốc độ từ tính điều khiển mô-men xoắn yếu. Nó có ảnh hưởng đáng kể đến việc cải thiện hiệu suất của chính nó.
Phần kết luận
Bài viết này phân tích ảnh hưởng của các tính chất từ, cấu trúc cánh quạt, cuộn dây phần ứng và chiến lược điều khiển của vật liệu nam châm vĩnh cửu đến hiệu suất của động cơ truyền động đồng bộ nam châm vĩnh cửu. Thép nam châm vĩnh cửu sử dụng vật liệu nam châm vĩnh cửu đất hiếm NdFeB, rôto sử dụng cấu trúc tích hợp và cuộn dây phần ứng được chọn. Các cuộn dây phân đoạn được kết hợp với công nghệ mở rộng tốc độ từ tính mô-men xoắn trực tiếp yếu. Nó có hiệu quả có thể cải thiện các chỉ số hiệu suất chính của động cơ ổ đĩa đồng bộ nam châm vĩnh cửu.
