تقنية التحكم في المتجهات ذات الحلقة المفتوحة للمحرك المتردد المتزامن

نظرًا لمزاياها الفريدة مقارنةً بالمحركات غير المتزامنة والمحركات المتزامنة ذات المغناطيس الدائم، فإنها تتمتع بآفاق تطبيق جيدة في مجال نقل الحركة التقليدي وقيادة المركبات الكهربائية الناشئة.

من حيث البنية والمبدأ، فإن SynRM يشبه إلى حد كبير محركًا متزامنًا بمغناطيس دائم مع إزالة المغناطيسات الدائمة. لديهم نماذج رياضية مماثلة. لذلك، بالنسبة لوضع محرك SynRM: في الأجهزة، متوافق تمامًا مع منصة محرك متزامن بمغناطيس دائم ناضجة، مما يقلل من تكلفة نظام التحكم في محرك التردد المتزامن. في البرنامج، وفقًا لخصائص النموذج الرياضي لمحرك التردد المتزامن، يتم تطوير مراقب تدفق جديد لتحقيق التحكم في فصل المتجهات لهذا النوع من المحركات. مخطط كتلة التحكم في متجه الحلقة المفتوحة هو كما يلي.

مخطط كتلة التحكم في متجه الحلقة المفتوحة

يمكن للتحكم في متجه الحلقة المفتوحة تحقيق أداء ديناميكي وثابت أفضل لمحركات التردد المتزامنة، ولكنه يعتمد بشكل كبير على معلمات المحرك. تؤثر دقة معلمات المحرك في النموذج بشكل مباشر على التصميم المعقول لعرض نطاق وحدة التحكم، بالإضافة إلى دقة ملاحظة ارتباط التدفق وملاحظة السرعة، مما يؤثر بدوره على أداء تنظيم السرعة للنظام. إن معلمات محرك التردد المتزامن أكثر شدة من معلمات محرك التردد المتزامن ذي المغناطيس الدائم، مما يشكل مشكلة للتحكم.

في ضوء المشكلات والخصائص المذكورة أعلاه، أجرت شركتنا بحثًا متعمقًا وتحسينًا على تقنية التحكم في المتجه ذي الحلقة المفتوحة لمحرك التردد المتزامن على منصة AC310، وذلك للحصول على أداء ديناميكي وثابت ممتاز. النتائج المهمة المحددة هي كما يلي:

(1) بناءً على منصة برامج التحكم في المتجه الرائدة الحالية، يتم استخدام مراقب التدفق الجديد لتحقيق حساسية أقل لمعلمات المحرك ومراقبة دقيقة لموضع الدوار وفصل التيار بدقة.

(2) تعلم خصائص تشبع محاثة المحرك الجديدة. نظرًا لأن SynRM يعتمد على تشغيل عزم التردد، فإن ظاهرة تشبع الدائرة المغناطيسية للمحرك واضحة، وتتأثر معلمات محاثة المحرك بشكل كبير بتشبع الدائرة المغناطيسية. إن محاثة المحور المباشر Ld ومحاثة المحور المتقاطع Lq ليست قيمًا ثابتة، مما يؤثر بشكل خطير على الاستجابة العابرة والتحكم الدقيق، بحيث لا يمكن تحسين أداء التحكم في المحرك. بالإضافة إلى التعلم الذاتي التقليدي، طورت AC310 مؤخرًا وظيفة تعلم تشبع معلمة المحاثة، والتي تتميز بوقت تعلم قصير ودقة تعلم عالية. من خلال التعلم، يمكن الحصول على خصائص تشبع محاثة المحور d وq للمحرك تحت مستويات تشبع مغناطيسية مختلفة، بحيث يمكن التحكم في المحرك بدقة أكبر. يوضح الشكل أدناه منحنى التعلم لمنحنى تشبع المحاثة لمحرك ممانعة متزامنة مستخدم في المجال الفعلي.

تعلم خصائص تشبع المحاثة للمحرك الجديد

(3) التحكم في MTPA. بالنسبة لآلة ممانعة متزامنة، لا يوجد فقدان للنحاس في الدوار بدون لف، ويتركز الفقد بشكل أساسي على جانب الجزء الثابت. يتم استخدام التحكم في نسبة عزم الدوران إلى التيار القصوى لتوزيع تيار الجزء الثابت على النحو الأمثل لتقليل تيار الجزء الثابت، وبالتالي تقليل فقدان النحاس للجزء الثابت لتحقيق الكفاءة المثلى.

وفقًا لتعبير عزم الدوران:

إذا تم اعتبار المحاثة ثابتة، فعندما تكون θ = π / 4، يكون خرج عزم الدوران عند نفس تيار الجزء الثابت هو الأكبر. ومع ذلك، في التشغيل الفعلي للمحرك، يكون للتشبع المغناطيسي تأثير كبير على معلمات المحرك. في هذا الوقت، تكون زاوية عزم الدوران المثلى θ سوف ينحرف عن ±/4، ولا يمكن تحقيق التحكم الأمثل في الكفاءة باستخدام زاوية التيار الثابتة 45 درجة. من خلال خصائص تشبع محاثة المحرك، يتم ضبط منحنى MTPA وتعديل زاوية التيار تلقائيًا، بحيث يتم الحصول على التحكم الأمثل في الكفاءة عند أي تردد وحمل، ويتم تطبيق كفاءة الطاقة لمحرك التردد المتزامن على IE4 وما فوق.

التحكم في MTPA

(4) التحكم في إضعاف المجال. يتم إخضاع المحرك للتحكم في MTPA أسفل السرعة الأساسية، ويتم إجراء التحكم في إضعاف المجال أعلى من السرعة الأساسية لزيادة استخدام حد الجهد إلى أقصى حد لزيادة عزم الدوران الناتج وتوسيع نطاق القدرة الثابتة.

فيما يلي شكل موجة اختبار جزئي:

وقت التسارع والتباطؤ 0.1 ثانية، تسارع بدون تحميل من 0 إلى التردد المقدر والتباطؤ السريع

وقت التسارع والتباطؤ 0.1 ثانية، حمل كامل من 0 إلى التردد المقدر، تسارع سريع وتباطؤ سريع

أضيفت فجأة وفرغت فجأة 180% من الحمل المقدر تحميل

زيادة مفاجئة في السرعة المقدرة بمقدار 1.3 مرة، تفريغ مفاجئ للحمل الكامل

انخفاض جهد الدخل بنسبة 20%، حد الحمل المقدر للسرعة المقدرة اختبار

الملخص

يمكن لتكنولوجيا التحكم في ناقل الحلقة المفتوحة لمحرك التردد المتزامن AC310 تشغيل محرك التردد المتزامن بثبات وموثوقية، وقد حققت تأثير تحكم ممتاز. هذا هو أول إنتاج محلي عام لتكنولوجيا التحكم في محرك التردد المتزامن. نشأت VEICHI من السعي اللامتناهي للقيادة، وستواصل تزويد العملاء بأحدث وأفضل حلول القيادة الكهربائية.