कायम चुंबक मोटर्सच्या सिंक्रोनस इंडक्टन्सचे मापन

I. सिंक्रोनस इंडक्टन्स मोजण्याचा उद्देश आणि महत्त्व
(१) सिंक्रोनस इंडक्टन्सचे पॅरामीटर्स मोजण्याचा उद्देश (म्हणजे क्रॉस-अक्ष इंडक्टन्स)
AC आणि DC इंडक्टन्स पॅरामीटर्स हे कायम चुंबक सिंक्रोनस मोटरमधील दोन सर्वात महत्वाचे पॅरामीटर्स आहेत. त्यांचे अचूक संपादन ही मोटर वैशिष्ट्यपूर्ण गणना, डायनॅमिक सिम्युलेशन आणि वेग नियंत्रणासाठी पूर्व शर्त आणि पाया आहे. पॉवर फॅक्टर, कार्यक्षमता, टॉर्क, आर्मेचर करंट, पॉवर आणि इतर पॅरामीटर्स यासारख्या अनेक स्थिर-स्थिती गुणधर्मांची गणना करण्यासाठी सिंक्रोनस इंडक्टन्सचा वापर केला जाऊ शकतो. सदिश नियंत्रण वापरून कायम चुंबक मोटरच्या नियंत्रण प्रणालीमध्ये, समकालिक इंडक्टर पॅरामीटर्स थेट नियंत्रण अल्गोरिदममध्ये गुंतलेले असतात आणि संशोधन परिणाम दर्शवतात की कमकुवत चुंबकीय प्रदेशात, मोटर पॅरामीटर्सच्या अयोग्यतेमुळे टॉर्कमध्ये लक्षणीय घट होऊ शकते. आणि शक्ती. हे सिंक्रोनस इंडक्टर पॅरामीटर्सचे महत्त्व दर्शवते.
(२) समकालिक इंडक्टन्स मोजण्यात समस्या लक्षात घ्याव्या लागतील
उच्च उर्जा घनता प्राप्त करण्यासाठी, स्थायी चुंबक समकालिक मोटर्सची रचना बहुतेक वेळा अधिक गुंतागुंतीची बनविली जाते आणि मोटरचे चुंबकीय सर्किट अधिक संतृप्त होते, ज्यामुळे मोटरचे समकालिक इंडक्टन्स पॅरामीटर संपृक्ततेनुसार बदलते. चुंबकीय सर्किट. दुस-या शब्दात सांगायचे तर, पॅरामीटर्स मोटरच्या ऑपरेटिंग परिस्थितीनुसार बदलतील, पूर्णपणे सिंक्रोनस इंडक्टन्स पॅरामीटर्सच्या रेट केलेल्या ऑपरेटिंग परिस्थितीसह मोटर पॅरामीटर्सचे स्वरूप अचूकपणे प्रतिबिंबित करू शकत नाहीत. म्हणून, वेगवेगळ्या ऑपरेटिंग परिस्थितीत इंडक्टन्स मूल्ये मोजणे आवश्यक आहे.
2.कायम चुंबक मोटर सिंक्रोनस इंडक्टन्स मापन पद्धती
हा पेपर सिंक्रोनस इंडक्टन्स मोजण्याच्या विविध पद्धती एकत्रित करतो आणि त्यांची तपशीलवार तुलना आणि विश्लेषण करतो. या पद्धतींचे साधारणपणे दोन मुख्य प्रकारांमध्ये वर्गीकरण केले जाऊ शकते: थेट लोड चाचणी आणि अप्रत्यक्ष स्थिर चाचणी. स्टॅटिक टेस्टिंग पुढे AC स्टॅटिक टेस्टिंग आणि DC स्टॅटिक टेस्टिंगमध्ये विभागली गेली आहे. आज, आमच्या "सिंक्रोनस इंडक्टर टेस्ट मेथड्स" चा पहिला हप्ता लोड चाचणी पद्धतीचे स्पष्टीकरण देईल.

साहित्य [१] थेट भार पद्धतीचे तत्त्व सादर करते. स्थायी चुंबक मोटर्सचे सहसा त्यांच्या लोड ऑपरेशनचे विश्लेषण करण्यासाठी दुहेरी प्रतिक्रिया सिद्धांत वापरून विश्लेषण केले जाऊ शकते आणि जनरेटर आणि मोटर ऑपरेशनचे चरण आकृती खालील आकृती 1 मध्ये दर्शविल्या आहेत. जनरेटरचा पॉवर एंगल θ हा E0 पेक्षा जास्त U सह, पॉवर फॅक्टर एंगल φ हा I U पेक्षा जास्त असताना पॉवर फॅक्टर एंगल φ पॉझिटिव्ह आहे, आणि अंतर्गत पॉवर फॅक्टर एंगल ψ हा E0 पेक्षा जास्त I सह पॉवर एंगल पॉझिटिव्ह आहे. मोटरचा पॉवर एंगल θ सकारात्मक आहे U E0 पेक्षा जास्त आहे, I पेक्षा जास्त U सह पॉवर फॅक्टर कोन φ धनात्मक आहे, आणि अंतर्गत पॉवर फॅक्टर कोन ψ हा I 0 ओलांडल्यास सकारात्मक आहे.

अंजीर. 1 स्थायी चुंबक सिंक्रोनस मोटर ऑपरेशनचा फेज आकृती
(a) जनरेटर स्थिती (b) मोटर स्थिती

या टप्प्यानुसार आकृती प्राप्त केली जाऊ शकते: जेव्हा कायम चुंबक मोटर लोड ऑपरेशन, मोजलेले नो-लोड उत्तेजित इलेक्ट्रोमोटिव्ह फोर्स E0, आर्मेचर टर्मिनल व्होल्टेज U, वर्तमान I, पॉवर फॅक्टर कोन φ आणि पॉवर एंगल θ आणि याप्रमाणे, आर्मेचर मिळवता येते सरळ अक्षाचा प्रवाह, क्रॉस-अक्ष घटक Id = Isin (θ - φ) आणि Iq = Icos (θ - φ), नंतर खालील समीकरणातून Xd आणि Xq मिळू शकतात:

जनरेटर चालू असताना:

Xd=[E0-Ucosθ-IR1cos(θ-φ)]/Id (1)
Xq=[Usinθ+IR1sin(θ-φ)]/Iq (2)

जेव्हा मोटर चालू असते:

Xd=[E0-Ucosθ+IR1cos(θ-φ)]/Id (3)
Xq=[Usinθ-IR1sin(θ-φ)]/Iq (4)

कायमस्वरूपी चुंबक सिंक्रोनस मोटर्सचे स्थिर स्थितीचे मापदंड मोटरच्या ऑपरेटिंग परिस्थितीनुसार बदलतात आणि जेव्हा आर्मेचर करंट बदलतो तेव्हा Xd आणि Xq दोन्ही बदलतात. म्हणून, पॅरामीटर्स निर्धारित करताना, मोटर ऑपरेटिंग शर्ती देखील सूचित करणे सुनिश्चित करा. (पर्यायी आणि थेट शाफ्ट करंट किंवा स्टेटर करंट आणि अंतर्गत पॉवर फॅक्टर अँगलचे प्रमाण)

डायरेक्ट लोड पद्धतीने इंडक्टिव्ह पॅरामीटर्स मोजताना मुख्य अडचण पॉवर एंगल θ च्या मापनामध्ये असते. आपल्याला माहित आहे की, मोटर टर्मिनल व्होल्टेज U आणि उत्तेजित इलेक्ट्रोमोटिव्ह फोर्समधील फेज कोनातील फरक आहे. जेव्हा मोटर स्थिरपणे चालू असते, तेव्हा शेवटचा व्होल्टेज थेट मिळवता येतो, परंतु E0 थेट मिळवता येत नाही, त्यामुळे E0 सारख्याच वारंवारतेसह नियतकालिक सिग्नल आणि बदलण्यासाठी निश्चित टप्प्यातील फरक मिळवण्यासाठी ते केवळ अप्रत्यक्ष पद्धतीने मिळवता येते. शेवटच्या व्होल्टेजशी फेज तुलना करण्यासाठी E0.

पारंपारिक अप्रत्यक्ष पद्धती आहेत:
1) चाचणी दफन केलेल्या खेळपट्टीखाली मोटरच्या आर्मेचर स्लॉटमध्ये आणि मोजण्याचे कॉइल म्हणून बारीक तारांच्या अनेक वळणांची मोटरची मूळ कॉइल, चाचणी व्होल्टेज तुलना सिग्नल अंतर्गत मोटर वाइंडिंगसह समान टप्पा प्राप्त करण्यासाठी, तुलना करून पॉवर फॅक्टर अँगल मिळू शकतो.
२) चाचणी अंतर्गत मोटरच्या शाफ्टवर एक सिंक्रोनस मोटर स्थापित करा जी चाचणी अंतर्गत मोटर सारखीच असेल. व्होल्टेज फेज मापन पद्धत [२], ज्याचे खाली वर्णन केले जाईल, या तत्त्वावर आधारित आहे. प्रायोगिक कनेक्शन आकृती आकृती 2 मध्ये दर्शविली आहे. TSM ही चाचणी अंतर्गत कायम चुंबक समकालिक मोटर आहे, ASM ही एक समान समकालिक मोटर आहे जी अतिरिक्तपणे आवश्यक आहे, PM प्राइम मूव्हर आहे, जी एकतर सिंक्रोनस मोटर किंवा डीसी असू शकते. मोटर, B हा ब्रेक आहे आणि DBO हा ड्युअल बीम ऑसिलोस्कोप आहे. TSM आणि ASM चे B आणि C फेज ऑसिलोस्कोपला जोडलेले आहेत. जेव्हा TSM थ्री-फेज पॉवर सप्लायशी जोडलेले असते, तेव्हा ऑसिलोस्कोप VTSM आणि E0ASM सिग्नल प्राप्त करतो. कारण दोन मोटर्स एकसारख्या आहेत आणि समकालिकपणे फिरतात, टेस्टरच्या TSM चे नो-लोड बॅकपोटेंशियल आणि ASM चे नो-लोड बॅकपोटेंशियल, जे जनरेटर, E0ASM म्हणून कार्य करते, टप्प्यात आहेत. म्हणून, पॉवर एंगल θ, म्हणजे, VTSM आणि E0ASM मधील फेज फरक मोजला जाऊ शकतो.

अंजीर. 2 पॉवर एंगल मोजण्यासाठी प्रायोगिक वायरिंग आकृती

ही पद्धत सामान्यतः वापरली जात नाही, मुख्यतः कारण: ① रोटर शाफ्टमध्ये लहान सिंक्रोनस मोटर किंवा रोटरी ट्रान्सफॉर्मर माउंट केले जाते जे मोजण्यासाठी आवश्यक असते मोटरचे दोन शाफ्ट पसरलेले टोक असतात, जे करणे अनेकदा कठीण असते. ② पॉवर एंगल मापनाची अचूकता मुख्यत्वे VTSM आणि E0ASM च्या उच्च हार्मोनिक सामग्रीवर अवलंबून असते आणि जर हार्मोनिक सामग्री तुलनेने मोठी असेल, तर मापनाची अचूकता कमी होईल.
3) पॉवर अँगल चाचणी अचूकता आणि वापर सुलभता सुधारण्यासाठी, आता रोटर पोझिशन सिग्नल शोधण्यासाठी पोझिशन सेन्सर्सचा अधिक वापर, आणि नंतर शेवटच्या व्होल्टेज दृष्टिकोनाशी फेज तुलना
मूळ तत्त्व म्हणजे मोजलेल्या स्थायी चुंबक सिंक्रोनस मोटरच्या शाफ्टवर प्रक्षेपित किंवा परावर्तित फोटोइलेक्ट्रिक डिस्क स्थापित करणे, डिस्कवर एकसमान वितरित छिद्रांची संख्या किंवा काळ्या आणि पांढर्या मार्करची संख्या आणि चाचणी अंतर्गत समकालिक मोटरच्या खांबाच्या जोड्यांची संख्या. . जेव्हा डिस्क मोटरसह एक क्रांती फिरवते, तेव्हा फोटोइलेक्ट्रिक सेन्सर p रोटर पोझिशन सिग्नल प्राप्त करतो आणि p कमी व्होल्टेज पल्स तयार करतो. जेव्हा मोटर समकालिकपणे चालू असते, तेव्हा या रोटर पोझिशन सिग्नलची वारंवारता आर्मेचर टर्मिनल व्होल्टेजच्या वारंवारतेइतकी असते आणि त्याचा टप्पा उत्तेजित इलेक्ट्रोमोटिव्ह फोर्सचा टप्पा प्रतिबिंबित करतो. सिंक्रोनायझेशन पल्स सिग्नलला आकार देऊन, फेज शिफ्ट करून आणि फेज फरक मिळवण्यासाठी फेज तुलना करण्यासाठी मोटर आर्मेचर व्होल्टेजची चाचणी करून वाढवले ​​जाते. मोटर नो-लोड ऑपरेशन करताना, फेज फरक θ1 (अंदाजे यावेळी पॉवर एंगल θ = 0) असेल सेट करा, लोड चालू असताना, फेज फरक θ2 असेल, तर फेज फरक θ2 - θ1 मोजला जाईल कायम चुंबक समकालिक मोटर लोड पॉवर कोन मूल्य. योजनाबद्ध आकृती आकृती 3 मध्ये दर्शविली आहे.

अंजीर. 3 शक्ती कोन मापन योजनाबद्ध आकृती

फोटोइलेक्ट्रिक डिस्कमध्ये काळ्या आणि पांढऱ्या चिन्हासह समान रीतीने लेपित करणे अधिक कठीण आहे आणि त्याच वेळी मोजलेले कायम चुंबक सिंक्रोनस मोटर पोल डिस्क चिन्हांकित करणे एकमेकांशी सामान्य असू शकत नाही. साधेपणासाठी, काळ्या टेपच्या वर्तुळात गुंडाळलेल्या कायम चुंबक मोटर ड्राइव्ह शाफ्टमध्ये देखील तपासले जाऊ शकते, पांढऱ्या चिन्हाने लेपित, टेपच्या पृष्ठभागावर या वर्तुळात एकत्रित झालेल्या प्रकाशाद्वारे उत्सर्जित होणारा परावर्तित फोटोइलेक्ट्रिक सेन्सर प्रकाश स्रोत. अशाप्रकारे, मोटरच्या प्रत्येक वळणावर, फोटोसेन्सिटिव्ह ट्रान्झिस्टरमधील फोटोइलेक्ट्रिक सेन्सरला एकदाच परावर्तित प्रकाश आणि वहन प्राप्त होते, परिणामी विद्युत नाडी सिग्नल, प्रवर्धन आणि आकार घेतल्यानंतर तुलनात्मक सिग्नल E1 प्राप्त होतो. कोणत्याही टू-फेज व्होल्टेजच्या चाचणी मोटर आर्मेचर वळणाच्या टोकापासून, व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मर पीटी द्वारे कमी व्होल्टेजपर्यंत, व्होल्टेज कॉम्पॅरेटरला पाठवले जाते, व्होल्टेज पल्स सिग्नल U1 च्या आयताकृती टप्प्याच्या प्रतिनिधीची निर्मिती. पी-विभागाच्या वारंवारतेनुसार U1, फेज आणि फेज तुलनाकर्ता यांच्यातील तुलना मिळविण्यासाठी फेज तुलनाकर्ता तुलना. P-विभागाच्या वारंवारतेनुसार U1, त्याच्या फेज फरकाची सिग्नलशी तुलना करण्यासाठी फेज तुलनाकर्त्याद्वारे.
वरील पॉवर अँगल मापन पद्धतीची कमतरता अशी आहे की पॉवर अँगल मिळवण्यासाठी दोन मापांमधील फरक केला पाहिजे. वजा केलेले दोन प्रमाण टाळण्यासाठी आणि अचूकता कमी करण्यासाठी, लोड फेज फरक θ2, U2 सिग्नल रिव्हर्सलच्या मापनामध्ये, मोजलेला फेज फरक θ2'=180 ° - θ2 आहे, पॉवर एंगल θ=180 ° - ( θ1 + θ2'), जे टप्प्याच्या वजाबाकीपासून बेरीजमध्ये दोन परिमाणांचे रूपांतर करते. फेज प्रमाण आकृती आकृती 4 मध्ये दर्शविली आहे.

अंजीर. 4 फेज फरक मोजण्यासाठी फेज जोडण्याच्या पद्धतीचा सिद्धांत

दुसरी सुधारित पद्धत व्होल्टेज आयताकृती वेव्हफॉर्म सिग्नल वारंवारता विभागणी वापरत नाही, परंतु अनुक्रमे इनपुट इंटरफेसद्वारे सिग्नल वेव्हफॉर्म रेकॉर्ड करण्यासाठी मायक्रोकॉम्प्यूटर वापरते, नो-लोड व्होल्टेज आणि रोटर पोझिशन सिग्नल वेव्हफॉर्म U0, E0, तसेच रेकॉर्ड करते. लोड व्होल्टेज आणि रोटर पोझिशन आयताकृती वेव्हफॉर्म सिग्नल U1, E1, आणि नंतर दोन रेकॉर्डिंगचे वेव्हफॉर्म एकमेकांच्या सापेक्ष हलवा जोपर्यंत दोन व्होल्टेज आयताकृती वेव्हफॉर्म सिग्नलचे वेव्हफॉर्म पूर्णपणे ओव्हरलॅप होत नाहीत, तेव्हा दोन रोटरमधील फेज फरक फेज फरक दोन रोटर स्थिती सिग्नल दरम्यान शक्ती कोन आहे; किंवा वेव्हफॉर्मला दोन रोटर पोझिशन सिग्नल वेव्हफॉर्ममध्ये हलवा, तर दोन व्होल्टेज सिग्नलमधील फेज फरक हा पॉवर अँगल आहे.
हे निदर्शनास आणून दिले पाहिजे की स्थायी चुंबक सिंक्रोनस मोटरचे वास्तविक नो-लोड ऑपरेशन, पॉवर एंगल शून्य नाही, विशेषत: लहान मोटर्ससाठी, नो-लोड लॉसच्या नो-लोड ऑपरेशनमुळे (स्टेटर कॉपर लॉस, लोखंडाचे नुकसान, यांत्रिक नुकसान, स्ट्रे लॉस) तुलनेने मोठे आहे, जर तुम्हाला असे वाटत असेल की लोड नसलेला पॉवर अँगल शून्य असेल, तर यामुळे पॉवर अँगलच्या मापनात मोठी त्रुटी निर्माण होईल, ज्याचा वापर राज्यात डीसी मोटर चालू करण्यासाठी केला जाऊ शकतो. मोटरची, स्टीयरिंगची दिशा आणि चाचणी मोटर स्टीयरिंग सुसंगत, DC मोटर स्टीयरिंगसह, DC मोटर त्याच स्थितीवर चालू शकते आणि DC मोटर चाचणी मोटर म्हणून वापरली जाऊ शकते. यामुळे मोटर स्थितीत चालणारी DC मोटर, स्टीयरिंग आणि चाचणी मोटर स्टीयरिंग डीसी मोटरशी सुसंगत बनवू शकते जेणेकरुन चाचणी मोटरचे सर्व शाफ्ट नुकसान (लोखंडी नुकसान, यांत्रिक नुकसान, भटक्या नुकसान इ.) प्रदान करता येईल. निर्णयाची पद्धत अशी आहे की चाचणी मोटर इनपुट पॉवर स्टेटर तांब्याच्या वापराच्या समान आहे, म्हणजे, P1 = pCu, आणि टप्प्यात व्होल्टेज आणि वर्तमान. यावेळी मोजलेले θ1 शून्याच्या शक्ती कोनाशी संबंधित आहे.
सारांश: या पद्धतीचे फायदे:
① डायरेक्ट लोड पद्धत विविध लोड स्थितींखाली स्थिर स्थिती संपृक्तता इंडक्टन्स मोजू शकते आणि नियंत्रण धोरणाची आवश्यकता नाही, जी अंतर्ज्ञानी आणि सोपी आहे.
कारण मापन थेट लोड अंतर्गत केले जाते, संपृक्तता प्रभाव आणि इंडक्टन्स पॅरामीटर्सवरील डिमॅग्नेटायझेशन करंटचा प्रभाव विचारात घेतला जाऊ शकतो.
या पद्धतीचे तोटे:
① डायरेक्ट लोड पद्धतीला एकाच वेळी अधिक प्रमाणात मोजणे आवश्यक आहे (तीन-फेज व्होल्टेज, तीन-फेज करंट, पॉवर फॅक्टर एंगल इ.), पॉवर एंगलचे मोजमाप अधिक कठीण आहे आणि चाचणीची अचूकता प्रत्येक प्रमाणाचा पॅरामीटर गणनेच्या अचूकतेवर थेट परिणाम होतो आणि पॅरामीटर चाचणीमधील सर्व प्रकारच्या त्रुटी जमा करणे सोपे असते. म्हणून, पॅरामीटर्स मोजण्यासाठी थेट लोड पद्धत वापरताना, त्रुटी विश्लेषणाकडे लक्ष दिले पाहिजे आणि चाचणी साधनाची उच्च अचूकता निवडा.
② या मापन पद्धतीमध्ये उत्तेजित इलेक्ट्रोमोटिव्ह फोर्स E0 चे मूल्य थेट मोटर टर्मिनल व्होल्टेजने लोड न करता बदलले जाते आणि हे अंदाजे देखील अंतर्निहित त्रुटी आणते. कारण, स्थायी चुंबकाचा ऑपरेटिंग पॉइंट लोडसह बदलतो, याचा अर्थ वेगवेगळ्या स्टेटर प्रवाहांवर, स्थायी चुंबकाची पारगम्यता आणि फ्लक्स घनता भिन्न असते, म्हणून परिणामी उत्तेजित इलेक्ट्रोमोटिव्ह बल देखील भिन्न असते. अशाप्रकारे, लोड स्थितीत उत्तेजित इलेक्ट्रोमोटिव्ह फोर्सला भार नसलेल्या उत्तेजित इलेक्ट्रोमोटिव्ह फोर्ससह बदलणे फारसे अचूक नाही.
संदर्भ
[१] तांग रेन्युआन वगैरे. आधुनिक कायम चुंबक मोटर सिद्धांत आणि डिझाइन. बीजिंग: मशिनरी इंडस्ट्री प्रेस. मार्च 2011
[२] जेएफ गिरास, एम. विंग. परमनंट मॅग्नेट मोटर टेक्नॉलॉजी, डिझाईन आणि ॲप्लिकेशन्स, 2रा संस्करण. न्यूयॉर्क: मार्सेल डेकर, 2002:170~171
कॉपीराइट: हा लेख WeChat सार्वजनिक नंबर मोटर पीक (电机极客) चे पुनर्मुद्रण आहे, मूळ दुवाhttps://mp.weixin.qq.com/s/Swb2QnApcCWgbLlt9jMp0A

हा लेख आमच्या कंपनीच्या विचारांचे प्रतिनिधित्व करत नाही. तुमची भिन्न मते किंवा विचार असल्यास, कृपया आम्हाला दुरुस्त करा!