Disseny d'un motor súper imant síncron.
Motor síncron d'imant permanent (PMSM) per a una aplicació d'accionament de compressor centrífug de motor súper imant. El PMSM té una potència de sortida de 2000 W a 200,000 rpm amb una font d'alimentació de 28 V dc. Està dissenyat per funcionar a una temperatura criogènica de 77 K. El PMSM dissenyat és una estructura trifàsica sense ranura de 2 pols. L'imant permanent es troba centralment dins de l'eix buit. El fil Litz trenat multifils s'utilitza per reduir la pèrdua de corrents de Foucault al bobinatge. Es presenten els criteris de selecció de materials per a la superalta velocitat i l'aplicació criogènica. Es consideren i simulen les possibles estructures del rotor i l'estator mitjançant el mètode d'elements finits (FEM). També es tenen en compte la simulació de tensió mecànica i els problemes dinàmics del rotor. També es discuteixen les connexions dels filtres de pas baix per reduir els harmònics de commutació de la modulació d'amplada de pols (PWM) i per reduir el corrent circulant. El primer prototip s'ha fabricat i provat a temperatura ambient.
Es presenta un nou esquema de disseny col·laboratiu d'un motor síncron d'imant permanent (PMSM) i el seu controlador digital, que proporciona un sistema de motor de baix cost però altament eficient amb estabilitat i rendiment garantits. Com que el disseny sistemàtic del PMSM pot garantir la seva estabilitat en tot el rang de velocitat de funcionament, es pot dissenyar un controlador de llaç obert senzill i fiable per al motor de gran velocitat. Amb una garantia d'estabilitat, també es dissenya un control digital òptim per millorar l'eficiència i el rendiment del PMSM. La característica única del control V/f òptim proposat és la consideració del disseny de la resistència de l'estator, que generalment es descuida en la majoria de controls V/f, però que no es pot descuidar en el motor de gran velocitat a causa del requisit de mida extra petita. . Es proporciona la simulació i l'anàlisi d'estabilitat per a diverses opcions de disseny. Finalment, la simulació i els resultats experimentals validen la tècnica de disseny i la seva eficàcia.
Motor síncron (LSPMSM) amb una eficiència súper premium, inclosa la consideració del disseny i l'avaluació per a l'arrencada del motor, rendiment clau, anàlisi avançada d'elements finits (FEA) per al disseny, millora i verificació, construcció i prova de prototips, disseny i comparació de dades de prova amb Motor d'inducció d'eficiència premium (PEIM). Per avaluar la tecnologia de disseny, es va construir el prototip LSPMSM modificat a partir d'un PEIM amb el mateix bastidor, punxonament de l'estator i sortida nominal. A partir de la prova del prototip, s'han fet dos nous dissenys i anàlisis de millora per eliminar el soroll i la vibració. A més, les comparacions amb PEIM sobre el factor de potència, l'eficiència, la mida del marc i el consum de material actiu van indicar que LSPMSM pot aconseguir una millora significativa del rendiment i la reducció del cost del material actiu.
Controlador basat en DSP per a un motor síncron d'imant permanent (PMSM) d'alta velocitat (80,000 rpm). El PMSM és un component clau de l'accionament del compressor centrífug d'un criorefrigerador Brayton invers que es troba actualment en desenvolupament per a la NASA i el Florida Solar Energy Center. Es presenta el disseny del control de llaç obert PMSM. Es presenten resultats experimentals amb esquemes de control de llaç obert. També s'il·lustra l'optimització i l'anàlisi del sistema. Verifiquen l'efectivitat del disseny del controlador i l'esquema d'optimització.
Per tal de resoldre les restriccions, imposades pel sensor de posició, a l'aplicació del motor síncron d'imant permanent (PMSM) al camp del robot, es proposa un mètode d'estimació de la posició del rotor basat en l'observador de mode lliscant super-torsionat (STSMO). L'observador es construeix d'acord amb el model de força electromotriu posterior (EMF) després d'obtenir el senyal equivalent EMF posterior. D'aquesta manera, no només s'eliminen el filtre de pas baix i el mòdul de compensació de fase, sinó que també es millora la precisió de l'estimació. A continuació, es realitza l'anàlisi d'estabilitat de Lyapunov per verificar l'estabilitat del sistema de control SPMSM. Finalment, es realitzen simulacions numèriques a Matlab/Simulink, els resultats demostren que el STSMO pot estimar eficaçment la posició i la velocitat del rotor, i el sistema té un bon rendiment dinàmic i estàtic.
Les oscil·lacions electromagnètiques resultants de l'excentricitat esvelta del rotor d'imant permanent i el nombre de ranura de pol tancat per a la combinació d'unitats de motor d'imant súper imant motor d'imant permanent submergible (UCST-SPMM), es van introduir les característiques de composició i estructura de UCST-SPMM, la densitat de flux radial de l'espai d'aire i Es van analitzar les característiques de l'espectre d'ones de força electromagnètica per a UCST-SPMM amb 10 pols i 12 ranures. Tenint en compte l'excentricitat del rotor esvelta, es va calcular una excentricitat del rotor diferent sobre la influència de l'espectre de freqüència de la força electromagnètica. El prototip es va desenvolupar per a la prova de soroll electromagnètic mitjançant el mètode de pressió sonora. Els resultats teòrics i experimentals verifiquen la precisió de la vibració de l'excentricitat del rotor amb FEM.
El motor que [projecta], que proporciona, per reduir la pèrdua d'energia, millora l'eficiència. [solució] redueix el flux que flota pel motor superimant o en el passat sense ferro del generador, i la línia de flux es concentra a l'entrefer, augmenta la densitat de flux de l'entrefer. Utilitzant motor o generador de la invenció, disposa de motor de rotació, tres components d'estator d'imant permanent i sense mànigues. El blindatge del motor, la màniga són els cilindres buits que s'adapten entre el motor i l'estator, i els múltiples supraconductors interns d'alta temperatura es configuren a la seva temperatura crítica per sota del refredament. Aquests supraconductors poden canviar la direcció del flux, en la posició òptima d'eficiència d'optimització.
L'error de desmagnetització provoca la degradació del rendiment d'un sistema d'accionament de motor síncron d'imant permanent (PMSM). Per tant, és de gran importància reconstruir la falla de desmagnetització en temps real. En primer lloc, aquest article presenta un mètode de reconstrucció de fallades de desmagnetització per a un motor superimant d'imant permanent de sis fases. S'ha dissenyat un observador Luenberger en mode lliscant basat en algoritmes de supertorsió (STA-SMLO). Pot eliminar la xerrada de l'observador en mode lliscant (SMO) i aïllar eficaçment la influència de la velocitat del motor en l'observador. El model matemàtic de l'SP-PMSM desmagnetitzat es construeix mitjançant la descomposició de l'espai vectorial (VSD). Aleshores, un STA-SMLO, que combina un observador de mode lliscant basat en algorismes de motor superimant (STA-SMO) amb un observador Luenberger (LO), està dissenyat per reconstruir la falla de desmagnetització de l'SP-PMSM amb precisió. A més, una funció forta de Lyapunov està dissenyada per garantir l'estabilitat de STA-SMLO.
S'aconsegueix el mode lliscant de segon ordre i el control de proporció/integral convencional per al motor síncron d'imant permanent que s'utilitza com a màquina de propulsió en aplicacions de vaixells. L'algoritme del motor súper imant pertany a l'estructura de control del mode lliscant de segon ordre i permet superioritats pel que fa a la robustesa contra sistemes no lineals i que inclouen incerteses, alhora que efectes de pertorbació i pertorbació en comparació amb el mètode de mode lliscant/integral i proporcional convencional. A més, el mètode, que s'estudia.
El model d'utilitat és un motor de superpotència multifuncional d'imant permanent capaç d'augmentar i disminuir el parell automàtic, generar i carregar energia, pertany al camp tècnic dels motors d'imant permanent i proporciona principalment un motor d'imant permanent per a vehicles. El motor d'accionament es caracteritza principalment perquè una carcassa exterior està dotada internament de cossos de carcassa interior que són diferents en diàmetre i tenen extrems exteriors oberts; Els estators són barres de filferro del nucli de l'estator unides a les parets interiors de la carcassa exterior i als cossos de la carcassa interior; un eix d'alimentació principal està equipat amb un revestiment de capa d'aïllament magnètic de l'eix principal, un cos d'acer d'imant de rotor integral de l'eix principal i una banda magnètica permanent de terres rares; Els cossos d'acer d'imant de rotor integral jeràrquic es disposen entre els cossos de la carcassa interior i entre els cossos de la carcassa interior i la carcassa exterior, la paret interior del cos d'acer d'imant de rotor integral de cada capa té un aïllament magnètic de fosa de precisió integral.
El motor té carcassa de coixinet dreta, esquerra i central que subjecten un anell exterior de coixinet radialment contra una carcassa exterior d'alumini i connectat axialment amb una coberta de coixinet. L'anell exterior és un motor súper imant contra una part aïllant i de retenció i un pal exterior de xapa de ferro suau. L'anell exterior és tangencial a les closques per les dents. Un coixinet giratori mecànicament manté el pal als pols de fases adjacents. La carcassa rep una força radial i una força axial de la coberta a través de ranures i un anell de seguretat interior o la coberta.
Un motor supersònic proporcionat a la perifèria exterior o a la superfície superior o inferior de la part perifèrica exterior d'un membre giratori amb una primera pista sobre la qual els pols magnètics estan magnetitzats contínuament alternativament i una segona pista sobre la qual s'imanta almenys un pol magnètic. en un lloc, la primera i la segona vies estan disposades a través d'un membre no magnetitzat; i amb un codificador magnètic oposat a la primera i la segona pistes per detectar una posició de rotació i la velocitat d'un rotor; de manera que l'element magnètic sensible detecta la variació en el flux magnètic de la primera pista i de la segona pista causada per la rotació del rotor i envia un senyal a un circuit de control de posició i un circuit de control de velocitat, donant com a resultat un senyal de comandament generat des del respectiu Els circuits de control poden millorar la precisió per al control de la posició i la velocitat del motor superimant.
L'algorisme de supertorsió (STA, una classe de control de mode lliscant de segon ordre (SOSMC)) s'utilitza àmpliament en sistemes de motor síncron lineal d'imants permanents (PMLSM) per a la seva menor quantitat d'informació i càlculs més simples entre els algorismes SOSMC. A causa de la funció de discretització i signe de l'STA, es pot induir el problema de la xerrada. En aquest article, proposem un mètode STA amb una capa límit definida (anomenada δSTA) per reduir encara més la xerrada en un sistema de posicionament d'alta precisió. Amb el mètode δSTA, quan la variable lliscant creua el punt zero, la velocitat s'ajusta mitjançant dues funcions de saturació diferents, en lloc de les funcions de signe discontinu de l'STA. Es va demostrar que la llei de control proposada era estable, garantint l'establiment d'un mode lliscant de segon ordre. Tant la simulació com els resultats experimentals van mostrar que l'esquema de control proposat, amb una amplada de capa límit definida, pot millorar la precisió de posicionament en estat estacionari i reduir significativament la xerrada del sistema.
El motor de parell d'imant permanent d'anell d'accionament directe es veu fàcilment afectat pels canvis de paràmetres i les pertorbacions del parell de càrrega, la qual cosa redueix el rendiment del servo del sistema. Per tal de millorar la robustesa del servosistema, es proposa l'algoritme de super torsió basat en el control de mode lliscant de segon ordre (SMC) com a controlador de velocitat del servosistema d'accionament directe. El motor superimant no necessita conèixer la informació de la derivada del temps del mode lliscant, que mitjançant el control continu mesura el mode lliscant i la seva derivada s'aproxima a zero en temps finit. Aquest mètode no només garanteix la robustesa del servosistema i elimina el xat, sinó que també millora la precisió estàtica del servosistema. Els resultats de la simulació mostren que el servosistema de la taula rotativa NC d'accionament directe té una robustesa molt forta adoptant el mètode de control contra els canvis de paràmetres i les pertorbacions externes.
Es presenta un control V/f òptim per a un motor síncron d'imants permanents de super alta velocitat (PMSM). La resistència de l'estator del PMSM es descuida generalment en el disseny d'un control V/f i només es compensa amb una tensió d'augment. Tanmateix, a causa del requisit de mida extra petita del PMSM d'alta velocitat proposat, la resistència de l'estator ja no es pot descuidar. En aquest article, es proporciona el disseny òptim d'una corba de control V/f tenint en compte la resistència de l'estator. S'analitza l'efecte de la resistència de l'estator a la corba de control V/f, que permet utilitzar una corba de control V/f senzilla i senzilla per a un control en llaç obert del PMSM d'alta velocitat. S'il·lustren els resultats de la simulació per mostrar l'eficàcia de la tècnica de disseny proposada.
Un motor síncron d'imant permanent d'ultra alta velocitat (PMSM), que s'aplica a un motor súper imant d'un motor d'automòbil. Tot i que el motor és accionat per un inversor amb una tensió de bus de 12 V CC a causa d'una font d'alimentació d'automòbil, aconsegueix la velocitat de rotació màxima de 150000 r/min i la potència nominal d'1.5 kW. Atès que la font d'alimentació restringeix estrictament les tensions dels terminals del motor i la freqüència de funcionament fonamental és de fins a 2500 Hz, és important perseguir una major reducció de la impedància síncrona del motor, prestant atenció al seu coeficient de permeabilitat. En el document, es realitza una anàlisi de camp electromagnètic basada en FEM, seguida d'una discussió teòrica sobre el disseny òptim de la màquina. A més, es parla de l'estructura mecànica per produir una màquina real. El prototip desenvolupat té una varietat de característiques úniques des del punt de vista elèctric i mecànic, i es presenten alguns resultats de proves experimentals per demostrar el seu potencial.
Motor síncron d'imants permanents d'arrencada de la línia (LSPMSM) amb una eficiència súper premium, construcció de prototips i comparació de dades de prova, disseny i prova amb el motor d'inducció d'eficiència premium (PEIM). Per avaluar la tecnologia de disseny, es va construir el prototip LSPMSM modificat a partir d'un PEIM amb el mateix bastidor, punxonament de l'estator i sortida nominal. A partir de la prova del prototip, s'han fet dos nous dissenys i anàlisis de millora per eliminar el soroll i la vibració. A més, les comparacions amb PEIM sobre el factor de potència, l'eficiència, la mida del marc i el consum de material actiu van indicar que LSPMSM pot aconseguir una millora significativa del rendiment i la reducció del cost del material actiu.
Impost pel sensor de posició, a l'aplicació del motor síncron d'imant permanent (PMSM) al camp del robot, es proposa un mètode d'estimació de la posició del rotor basat en l'observador de mode de lliscament super-torsionat (STSMO). L'observador es construeix d'acord amb el model de força electromotriu posterior (EMF) després d'obtenir el senyal equivalent d'EMF posterior. D'aquesta manera, no només s'eliminen el filtre de pas baix i el mòdul de compensació de fase, sinó que també es millora la precisió de l'estimació. A continuació, es realitza l'anàlisi d'estabilitat de Lyapunov per verificar l'estabilitat del sistema de control SPMSM. Finalment, es realitzen simulacions numèriques a Matlab/Simulink, els resultats demostren que el STSMO pot estimar eficaçment la posició i la velocitat del rotor, i el sistema té un bon rendiment dinàmic i estàtic.
Els motors sense escombretes d'imants permanents estan guanyant popularitat respecte als motors raspallats convencionals, ja que la indústria exigeix constantment controladors electromecànics d'alta velocitat i una major eficiència i densitat de potència. Juntament amb la tecnologia avançada de coixinets i equilibris, una velocitat de funcionament de més de 100 krpm ja no és inassolible per als motors comercials. Tanmateix, aquest assoliment comporta un inconvenient pel que fa al nivell de soroll desagradable. Amb la consciència creixent dels impactes del soroll en la salut humana, diversos països comencen a implementar límits de soroll regulatoris als electrodomèstics. Per tal de comercialitzar els motors d'alta velocitat, s'ha de controlar el rendiment acústic per complir amb les normes de soroll. En aquest article, es va utilitzar un enfocament experimental per analitzar el nivell de potència acústica del motor sense escombretes d'imants permanents d'alta velocitat. Les mesures es van realitzar en una cambra hemi-anecoica equipada amb deu micròfons.
Es proposa una estratègia de control de mode lliscant PID d'ordre fraccional (ASTNLFOPIDSMC) no lineal de supertorsió que utilitza un observador d'estat estès (ESO) per al funcionament de velocitat del motor síncron d'imants permanents (PMSM). En primer lloc, aquest article proposa una nova superfície de lliscament PID d'ordre fraccional (NLFOPID) no lineal amb un terme de proporció no lineal, un terme integral no lineal i un terme diferencial no lineal. En segon lloc, s'apliquen el nou col·lector de commutació NLFOPID i una llei d'abast de supertorsió adaptativa (ASTRL) per obtenir un rendiment de control excel·lent en la fase de mode lliscant i la fase d'abast, respectivament. La nova estratègia la construeixen l'ASTRL i la superfície de lliscament NLFOPID. A causa de la utilització del col·lector de commutació NLFOPID, es poden garantir les característiques de convergència ràpida, bona robustesa i error d'estat estacionari petit en la fase de mode lliscant. A causa de la utilització d'ASTRL, el fenomen de xerrada es pot debilitar i les característiques d'alta precisió.
La demanda de màquines elèctriques d'alt rendiment ha augmentat significativament per a les indústries aeroespacials i de transport en els últims anys. Una moto elèctrica de carreres és una plataforma adequada per validar i provar nous conceptes i topologies de màquines abans d'implementar-los per a aplicacions de transport de passatgers. Aquest article descriu el disseny i desenvolupament d'una màquina d'imants permanents de doble rotor d'alta densitat de potència per a una superbike elèctrica. S'utilitza una eina de disseny holística multidomini basada en l'optimització d'algoritmes genètics per identificar la configuració òptima de pols de ranura i ajudar amb els estudis d'arquitectura del sistema. A continuació, la màquina seleccionada es perfecciona i s'analitza més juntament amb el convertidor electrònic de potència utilitzat per a l'aplicació en qüestió.
A causa del problema de l'ondulació del parell i la robustesa del sistema en el sistema de control de parell directe del motor síncron d'imants permanents (PMSM), es va adoptar un mètode de control de parell basat en el mode de lliscament Super-torsió i en aquest document es va dissenyar un controlador de parell i enllaç de flux. D'acord amb les característiques del control de l'estructura variable en mode lliscant per suprimir les pertorbacions del sistema, es va reduir la ondulació del parell i es va augmentar la robustesa del sistema. Al mateix temps, basant-se en l'anàlisi de l'algoritme de supertorsió, la funció de commutació substituïda per la funció tangent hiperbòlica dóna com a resultat que el sistema no té cap xerrada evident en moviment d'alta freqüència i l'efecte és bo. En comparació amb el control lent convencional, la ondulació del parell del control del mode de lliscament Super-twisting es va reduir significativament i es va reduir significativament a les pertorbacions del motor. Els resultats de la simulació van comprovar l'eficàcia del mètode.
Atès que l'observador de mode lliscant tradicional té un problema inherent de xerrada, es proposa un observador de mode lliscant de supertorsió de guany variable discret per a motor síncron d'imant permanent. En primer lloc, el guany variable de l'observador s'ajusta dinàmicament amb la velocitat del motor i l'estat intern del sistema, de manera que s'aconsegueix la supressió de xerrades en mode lliscant en una àmplia gamma de condicions de velocitat variable. En segon lloc, un filtre de pas baix de primer ordre està dissenyat per millorar la robustesa del procés transitori del sistema de control de mode lliscant, i es demostra la convergència de la trajectòria en mode lliscant en un temps finit basant-se en la reducció a l'absurd. Finalment, es proposa una nova estratègia de control vectorial per desacoblar completament l'eix d, q del bucle de corrent. A partir de l'orientació híbrida, el component EMF posterior efectiu de l'eix s'extreu de la sortida de l'observador i, combinat amb la matriu de transformació EMF posterior, s'aconsegueix una compensació d'alimentació en el bucle actual. Els resultats experimentals comproven l'eficàcia i la viabilitat de l'estratègia de control proposada en aquest article.
Els paràmetres del motor síncron d'imants permanents (PMSM) són susceptibles a pertorbacions de soroll aleatòries i no lineals. En el control directe del parell, la precisió de l'observació és deficient perquè generalment s'utilitza la integral pura en el càlcul del flux de l'estator, donant lloc a ondulacions de parell i polsos de flux. Per resoldre el problema, s'utilitza un observador de filtre Kalman estès (EKF) per fer una observació precisa de la velocitat, la posició i el flux del PMSM. d'un controlador PI de parell i un mòdul d'estimació de vectors de tensió de referència. La funció sigmoide(s) en mode quasi lliscant s'utilitza per substituir la funció de símbol sgn(s), millorant la robustesa i reduint la complexitat del sistema. Els resultats de la simulació mostren que l'EKF L'observador pot observar amb precisió la velocitat, la posició i el flux del motor. El controlador de super-torsió pot reduir les ondulacions del parell al sistema de control i millorar la precisió d'observació del s pipí.
A causa de la menor inductància i la freqüència de commutació més alta, causada pels harmònics de corrent d'alta freqüència induïts pel control PWM, els motors sense escombretes d'imants permanents d'alta velocitat solen enfrontar-se a un sobreescalfament tant del rotor com de l'estator. Per tallar directament a l'inversor, la freqüència s'ha d'augmentar per reduir els harmònics actuals. Però per als accionaments de motor de classe de 10 kW utilitzats en els compressors d'aire dels vehicles de pila de combustible, els dispositius d'interruptor d'alimentació actualment no compleixen les necessitats de freqüència i potència de commutació simultàniament. Per tant, no és una bona opció regular la velocitat picant a l'inversor. Amb l'objectiu de reduir les pèrdues als estators i rotors, aquest article presenta el disseny d'un accionament d'ona quadrada pre-Buck per reduir els harmònics actuals. Mitjançant l'optimització del circuit de filtre de força electromotriu posterior (EMF) i l'angle de compensació de commutació, el rang de funcionament del control sense sensor CAN es va ampliar a 3000-100000 r·min. Es van analitzar els punts clau trobats durant el desenvolupament de la unitat i es van proposar solucions.
El model d'utilitat revela una estructura de rodament de boles de ceràmica d'un motor d'imant permanent de gran velocitat. L'estructura del coixinet de boles de ceràmica consta d'un coixinet de boles de solc profund de ceràmica, una funda de coixinet, una coberta interior del coixinet i una coberta exterior del coixinet, on el coixinet de boles profund de ceràmica està enganxat en un eix rotatiu del motor; la coberta interior del coixinet i la coberta exterior del coixinet són coaxials al coixinet de boles de ceràmica profunda; la màniga del coixinet està coberta fora del coixinet de boles de ceràmica profunda; la coberta interior del coixinet i la coberta exterior del coixinet estan bloquejades respectivament als dos costats axials del coixinet de boles de solc profund de ceràmica i s'adhereixen amb la funda del coixinet. Segons l'estructura de coixinets de boles de ceràmica del motor d'imant permanent de gran velocitat revelada pel model d'utilitat, s'adopta el coixinet de boles de ceràmica de ranura profunda, de manera que el coeficient de fricció i el soroll sota la supervelocitat són petits.
A partir de l'anàlisi de l'acoblament recíproc del motor síncron d'imant permanent (PMSM), aquest document va establir una mena de sistema de control simulat per a la prova de conducció mútua d'alimentació mútua per retornar l'energia regenerada al bus de corrent continu en el moment de la càrrega del motor. prova de conducció mútua mitjançant el convertidor de quatre quadrants, per tal de fer circular l'energia entre els dos motors. Els experiments de simulació mostren que el control d'absorció híbrid del supercondensador i la resistència pot absorbir l'energia de retroalimentació del fre de desacceleració PMSM, que no només millora la relació d'ús de la capacitat, sinó que també fa que la tensió del bus de CC sigui estable en un funcionament segur per al sistema.
Un sistema de motor-generador compost que inclou un primer motor-generador i un segon motor-generador. El primer motor generador inclou un estator que té un conjunt de bobinatges de camp trifàsics i un primer rotor disposat a l'interior i coaxial amb l'estator i configurat per girar respecte a l'estator. El segon motor-generador inclou un estator rotacional i un segon rotor acoblats a un eix comú amb el rotor del primer motor-generador i disposats a l'interior i coaxial a l'estator rotacional. L'estator de rotació està configurat per girar en relació amb el segon rotor i a una velocitat de rotació més alta que el segon rotor.
