By
Введение
Двигатели с прямым приводом на постоянных магнитах имели первостепенное значение из-за меняющегося облика, который они привносят в промышленность, движимые высокой эффективностью, высокой плотностью мощности и прямым приводом. Эти двигатели представляют собой смену парадигмы в проектировании и дизайне и предлагают существенные преимущества по сравнению с традиционными системами двигателей.
Одним из главных преимуществ является их очень высокая эффективность, снижающая потребление энергии и эксплуатационные расходы. Высокая плотность мощности дополняет эту эффективность, позволяя этим двигателям обеспечивать большую мощность от заданного размера, чем это было бы возможно с обычными двигателями.
Кроме того, прямой привод этих двигателей исключает использование традиционных редукторов скорости и передаточных механизмов. Это упрощает не только общую архитектуру системы, но и повышает надежность за счет сокращения количества движущихся частей и точек потенциального отказа.
Прежде всего, двигатели с прямым приводом на постоянных магнитах являются прорывными инновациями, а не постепенными улучшениями; следовательно, они поднимают планку производительности, эффективности и надежности в таких отраслях, как возобновляемая энергетика, промышленная автоматизация и электромобили. Их принятие знаменует собой прогресс в направлении более устойчивых и эффективных технологических решений.
Анализ моментных характеристик двигателя с прямым приводом на постоянных магнитах
Некоторые из основных факторов, влияющих на характеристики крутящего момента двигателей с постоянными магнитами прямого привода, включают их производительность и эксплуатационную эффективность в огромном диапазоне Приложения.
Конструкция двигателя и распределение магнитного поля
В частности, конструкция двигателя PMDD вносит большую разницу в характеристики крутящего момента. Обычно большинство двигателей PMDD имеют многополюсную структуру, что обеспечивает почти равномерное распределение магнитного поля. Однако на практике ионно-равномерное распределение может привести к изменению крутящего момента, что, соответственно, повлияет на производительность и эффективность двигателей. Поэтому для сглаживания работы двигателей необходимо принять некоторые меры, такие как оптимизация конструкции магнитных полюсов с улучшенной однородностью магнитного поля.
Текущие методы контроля
Для определения характеристик крутящего момента эффективное управление током имеет решающее значение. Такие стратегии управления, как ШИМ и векторное управление, которые будут рассмотрены далее, могут эффективно регулировать величину и форму тока, подаваемого на двигатель, с большим влиянием.
ШИМ-управление: Изменяет среднее значение тока с помощью широтно-импульсной модуляции; следовательно, это метод, который может эффективно контролировать выходной крутящий момент. Метод прост; следовательно, он применим в ситуациях, когда точное управление крутящим моментом не имеет значения.
Векторное управление: Он осуществляет более сложный контроль, независимо управляя компонентами потока и крутящего момента тока. Результатом является то, что он предлагает точную перенастройку, хорошо адаптированную к изменениям нагрузки, как для точности крутящего момента, так и для динамической реакции.
Влияние характеристик нагрузки
Характеристики нагрузки, приводимой в движение двигателями PMDD, напрямую влияют на крутящий момент. Переменные различных нагрузок, которые оказывают влияние на передачу крутящего момента и его управление двигателем, включают в себя инерцию вращения и характеристики демпфирования.
Вращательная инерция: Нагрузка с высокой инерцией требует более высокого крутящего момента для достижения определенной скорости или ускорения. Таким образом, это влияет на выбор и настройку стратегий управления для достижения оптимальной производительности двигателя.
Характеристика демпфирования: Нагрузки с высоким уровнем демпфирования поглощают и рассеивают энергию, и это напрямую влияет на способность двигателя обеспечивать стабильный крутящий момент и быстроту реагирования.
Интеграция стратегии управления с характеристиками нагрузки
Выбор стратегии управления в двигателях PMDD должен осуществляться с учетом конкретных характеристик нагрузки, которую необходимо приводить в движение. Таким образом, путем согласования стратегии управления с требованиями нагрузки можно достичь оптимальной подачи крутящего момента, эффективности и долговечности системы двигателя. Поэтому правильно интегрированная система максимизирует точность крутящего момента, снижает потери энергии и поддерживает стабильность работы в широком рабочем диапазоне.
Характеристики крутящего момента, проанализированные для двигателей с постоянным магнитом с прямым приводом, подчеркивают большую важность продуманной конструкции двигателя, точности методов управления током и учета динамики нагрузки. Все это, если принять во внимание должным образом, гарантирует, что оптимальная производительность и эффективность с повышенной надежностью будут получены в различных промышленных применениях двигателей. Непрерывное технологическое развитие позволит дополнительно усовершенствовать характеристики крутящего момента с помощью новых стратегий проектирования и управления, которые, несомненно, еще больше продвинут эти двигатели PMDD в качестве основного двигателя в современных системах промышленной автоматизации, транспорта и возобновляемых источников энергии.
Стратегия управления двигателем с прямым приводом с постоянными магнитами
Ниже приведены общие стратегии для характеристик крутящего момента двигателя с прямым приводом на постоянных магнитах:
Стратегия борьбы с переносчиками инфекции: Вектор управления — это один из видов управления развязкой, который может независимо управлять компонентами потока и крутящего момента двигателя. Регулировка амплитуды и фазы тока в реальном времени может быть выполнена для достижения точного управления крутящим моментом и скоростью. Его преимущества — быстрая скорость отклика и высокая точность управления. Он подходит для приложений с высокими требованиями к динамическим характеристикам крутящего момента.
Стратегия прямого управления крутящим моментом: Подход к управлению принят как стратегия прямого управления крутящим моментом, при которой крутящий момент двигателя обнаруживается и контролируется напрямую. На основе этого можно реализовать быстрое реагирование и точное управление двигателем. Между тем, не существует сложного преобразования координат, а структура проста и интуитивно понятна. Однако прямое управление крутящим моментом требует высокой точности от устройства обнаружения крутящего момента, и на его производительность можно легко повлиять из-за изменения параметров двигателя.
Чтобы избежать перегрева и разрушения двигателя при работе на высоких скоростях, следует использовать стратегию слабого магнитного управления, чтобы снизить напряженность магнитного поля двигателя. Стратегия слабого магнитного контроля:c может быть реализовано путем регулировки тока и напряжения двигателя. При принятии стратегии слабого магнитного управления максимальная скорость двигателя увеличится при неизменной мощности двигателя. Однако ослабленное магнитное управление снижает выходную мощность крутящего момента двигателя; поэтому очень важно обеспечить скорость вращения при разумном управлении выходным крутящим моментом.
Интеллектуальная стратегия управления: Управление двигателем с прямым приводом на постоянных магнитах находит широкое применение с интеллектуальной стратегией управления, основанной на разработках в области технологий искусственного интеллекта. Крутящий момент и скорость двигателя можно прогнозировать с помощью нейронных сетей, нечеткого управления и некоторых других интеллектуальных алгоритмов. Его превосходные преимущества включают сильную адаптивность и хорошую надежность интеллектуальной стратегии управления. Адаптивная настройка выполняется в соответствии с рабочим состоянием и нагрузкой двигателя в реальной работе. Таким образом, эффективно повышается эффективность работы и стабильность двигателя.
Оптимизация стратегии управления
Исходя из этого, дальнейшее повышение производительности, которое должно быть достигнуто в двигателях с постоянными магнитами прямого привода, должно быть направлено на оптимизацию и улучшение их стратегии управления. Несколько обычных методов оптимизации:
Определение и оптимизация параметров: Точное определение параметров двигателя оптимизирует настройки параметров стратегии управления в пользу повышения точности и стабильности управления. Например, распознавание сопротивления двигателя, индуктивности и других параметров в режиме онлайн позволяет в реальном времени корректировать значение параметра стратегии векторного управления для адаптации к изменениям в рабочем состоянии двигателя.
Наблюдение и компенсация крутящего момента: Колебания крутящего момента можно минимизировать, а точность управления можно улучшить с помощью метода наблюдения и компенсации крутящего момента. Благодаря мониторингу крутящего момента двигателя в реальном времени и компенсации наблюдаемых колебаний крутящего момента можно уменьшить погрешность крутящего момента и улучшить плавность хода двигателя.
Прогнозирующий контроль: будущее изменение крутящего момента и скорости можно прогнозировать на основе истории и рабочего состояния двигателя с помощью метода предиктивного управления, и можно принимать соответствующие эффективные меры. Другими словами, рабочее состояние двигателя можно вмешаться на ранней стадии и отрегулировать заранее, чтобы улучшить скорость отклика и стабильность всей системы.
Заключение
Являясь своего рода высокоэффективным и энергосберегающим методом привода, двигатель с прямым приводом на постоянных магнитах имеет широкий спектр перспектив применения в современной промышленности, транспорте, энергетике и других областях. Его преимущества можно полностью использовать и повысить производительность системы, если понять ее характеристики крутящего момента и выбрать соответствующую стратегию управления. В практических приложениях необходимо оптимизировать и совершенствовать систему в соответствии с конкретными характеристиками нагрузки и эксплуатационными требованиями, чтобы адаптироваться к постоянно меняющейся рабочей среде и требованиям использования.
