Как двигатель с постоянными магнитами может выдерживать высокие температуры?

В условиях высоких и низких температур характеристики и показатели системы двигателя с постоянными магнитами значительно изменяются, модель и параметры двигателя усложняются, нелинейность и степень связи возрастают, а потери в силовых устройствах значительно изменяются. Сложности возникают не только в анализе потерь привода и стратегии управления повышением температуры, но и в обеспечении четырехквадрантного управления, а традиционные методы проектирования контроллеров привода и стратегии управления системой двигателя не могут удовлетворить требованиям высокотемпературной среды.

Контроллер привода традиционной конструкции работает при относительно стабильной температуре окружающей среды и редко учитывает такие показатели, как масса и объем. Однако в экстремальных условиях работы температура окружающей среды колеблется в широком диапазоне температур от -70 до 180 °C, и большинство мощных устройств не могут быть запущены при такой низкой температуре, что приводит к выходу из строя функции драйвера. Кроме того, из-за ограничений общей массы системы двигателя эффективность рассеивания тепла контроллером привода должна быть значительно снижена, что, в свою очередь, влияет на производительность и надежность контроллера привода.

В условиях сверхвысоких температур современные методы SPWM, SVPWM, векторного управления и другие методы переключения велики, а их применение ограничено. С развитием теории управления и полностью цифровой технологии управления в современном сервоуправлении двигателем с постоянными магнитами стали доступны различные передовые алгоритмы, такие как упреждение по скорости, искусственный интеллект, нечеткое управление, нейронная сеть, управление переменной структурой в скользящем режиме и хаотическое управление. успешное применение.

Для работы двигателей с постоянными магнитами в условиях высоких температур требуется ряд мер, и ниже приведены некоторые ключевые моменты и методы:

Выбор материалов: Во-первых, крайне важно выбрать материалы с высокой термостойкостью. Изоляция проводов соленоида и изоляция пазов двигателя должны выдерживать высокие температуры, например, некоторые материалы могут выдерживать температуру до 400 °C максимум. Если тепло, выделяемое двигателем, приводит к превышению температуры 500 °C, следует рассмотреть материалы с более высокой термостойкостью, такие как керамическая изоляция.

Конструкция изоляции: В условиях высоких температур конструкция изоляции двигателя также требует особого внимания. Например, при высоких температурах изоляционный слой эмалированного провода может быть поврежден, поэтому необходимо усилить изоляционные меры для предотвращения аварий, таких как перегорание обмотки.

Проектирование системы отвода тепла: отвод тепла — это проблема, которую необходимо учитывать для двигателей с постоянными магнитами, работающих в условиях высоких температур. Из-за высокой температуры значительно возрастают потери в сердечнике двигателя, потери в обмотках и роторе, что приводит к повышению температуры двигателя. Поэтому необходимо разработать эффективную систему отвода тепла, например, с использованием специальной охлаждающей среды или условий охлаждения, чтобы обеспечить стабильную работу двигателя при высоких температурах.

Технология управления: С развитием теории управления и полностью цифровой технологии управления в сервоуправлении современных двигателей с постоянными магнитами успешно применяются различные передовые алгоритмы, такие как управление скоростью с опережением, искусственный интеллект, нечеткое управление, нейронные сети и т. д. Эти методы помогают улучшить комплексное качество управления двигателем в условиях высоких температур и обеспечить высоконадежное управление приводом.

Моделирование и анализ: В условиях высоких температур взаимосвязь между различными физическими полями в двигателях с постоянными магнитами становится более сложной, включая множество физических полей, таких как электромагнитное поле, температурное поле, поле жидкости и поле напряжений. Поэтому для создания точной модели двигателя, анализа взаимосвязи каждой физической величины и закономерностей ее динамического изменения, а также для обеспечения теоретической поддержки проектирования двигателя необходимы такие методы, как численный анализ и анализ методом конечных элементов.