Pumbaa 60KW PMSM PML60 электр унаасы үчүн кыймылдаткычтар

1. Жалпак зым мотору
• Мотордун ороо формасы акырындык менен тегерек зымдан жалпак зымга өтөт, анын оюкчаларын толтуруу ылдамдыгы жогору, учтары кыска, кубаттуулугу жогору жана жылуулукту таркатуу мүмкүнчүлүгү жогору.

2. Жогорку чыңалуудагы изоляциянын дизайны
• Мотор барган сайын жогорку ылдамдыктагы моторлор үчүн SiC контроллерлорунун жогорку которуштуруу жыштык талаптарын канааттандыруу үчүн жаңы изоляциялык материалдарды жана процесстерди колдонот

•3. Жогорку ылдамдыктагы жана оор жүктөрдү көтөрө турган изоляцияланган подшипниктер
• Мотордун конструкциясында 24000RPM/мин долбоорлоо талаптарына жооп бере турган изоляцияланган подшипниктер колдонулат; Ал подшипниктердин электрдик дат басышынын пайда болушун натыйжалуу токтото алат

4. Май менен муздатуучу мотор
• Мотор жогорку ылдамдыктагы май менен муздатуучу түзүлүштү колдонот, ал көлөм азайгандан кийин номиналдык кубаттуулукту натыйжалуу түрдө азайтат, бул натыйжалуулукту гана эмес, системанын иштөө мөөнөтүн да жакшыртат

5. NVHнын эң сонун иштеши
• Мотор ротору сегменттелген жантайыңкы уюлдук түзүлүштү кабыл алат, бул мотор системасынын NVH натыйжалуу оптималдаштырат

Өнөр жайлык автоматташтыруу, жаңы энергия менен иштеген унаалар жана жогорку класстагы робототехника тармактарында туруктуу магниттик синхрондуу кыймылдаткычтар (PMSM) жогорку натыйжалуулугу, компакттуу өлчөмү жана жогорку динамикалык жооп мүнөздөмөлөрүнөн улам жетектөөчү системалар үчүн негизги тандоо катары пайда болду. Бул макалада бул маанилүү кыймылдаткыч технологиясынын аныктамасы, иштөө принциптери, структуралык дизайны, башкаруу логикасы, артыкчылыктары жана кемчиликтери, ошондой эле BLDC өзгөрүлмө жыштыктагы кыймылдаткычтары менен салыштыруу сыяктуу бир нече өлчөмдөрдөн комплекстүү талдоосу берилген.

I. PMSM аныктамасы жана негизги мүнөздөмөлөрү

Туруктуу магниттүү синхрондуу кыймылдаткыч - бул үч фазалуу өзгөрмө токтун синхрондуу кыймылдаткычы. Анын өзгөчөлүгү - роторго козгоо оромосу талап кылынбайт; анын ордуна, ал туруктуу магниттер (мисалы, неодим-темир-бор, самарий-кобальт) аркылуу түз туруктуу магнит талаасын пайда кылат, ал статордун оромолору тарабынан пайда болгон айлануучу магнит талаасы менен синхрондуу иштейт.

Кадимки асинхрондук кыймылдаткычтар менен салыштырганда, PMSM бир нече маанилүү артыкчылыктарга ээ:

​● Жогорку эффективдүүлүк: Ротор дүүлүктүрүүдө эч кандай жоготууларга учурабайт (жез жоготуулары анча чоң эмес), натыйжада индукциялык кыймылдаткычтарга караганда кубаттуулуктун тыгыздыгы 30% дан ашык жогору.

​● Жогорку динамикалык жооп: Нөлдүк ылдамдыкта толук моментти бере алат, бул аны тез-тез иштетүү-токтотуу операцияларын талап кылган колдонмолор үчүн ылайыктуу кылат.

​● Төмөн ызы-чуу жана жылмакай момент: Синусоидалдык арткы электр кыймылдаткыч күчү (ЭКК) менен иштелип чыккан, ал минималдуу титирөө менен иштейт.

​● Жогорку кубаттуулук коэффициенти: Ротордун магнит талаасы туруктуу магниттер менен камсыздалат, бул статордун тогундагы козгоо компонентин жок кылат. Натыйжада, системанын кубаттуулук коэффициенти 1ге жакындайт.

(ПМСМ)

II. PMSM иштөө принциби

PMSMдин иштеши "статор-ротордун магнит талаасын синхрондоштуруу" механизмине негизделген, ал төмөнкүдөй иштейт:

1. Статордун айлануучу магнит талаасынын пайда болушу: Статордун үч фазалуу оромдоруна үч фазалуу өзгөрмө ток берилгенде, аба боштугунда ns=60f/p синхрондуу ылдамдыкта айлануучу айлануучу магнит талаасы пайда болот.

(мында f - кубат булагынын жыштыгы, ал эми p - уюл жуптарынын саны).

2. Ротордун магнит талаасын синхрондоштуруу: Ротордун туруктуу магниттеринен чыккан магнит талаасы статордун айлануучу магнит талаасы менен өз ара аракеттенип, роторду статор талаасы менен бир сызыкта синхрондуу ылдамдыкта айландырууга түрткү берүүчү электромагниттик моментти пайда кылат.

3. Өзүнөн-өзү от албаган мүнөздөмө: Ротордун баштапкы абалы белгисиз болгондуктан жана өзүн-өзү ишке киргизүү моментин түзө албагандыктан, PMSMдер жумшак ишке киргизүү үчүн инвертор менен координацияны талап кылат (өзгөрүлмө жыштыктагы кубаттуулукту камсыз кылат). Кадимки иштөө ылдамдык белгилүү бир босогого жеткенден кийин гана башталат.

III. PMSMдин негизги түзүлүшү: Статор жана Ротор

PMSMдин түзүлүшү кадимки синхрондуу кыймылдаткычтын түзүлүшүнө окшош, бирок анын роторунун дизайны негизги айырмалоочу фактор болуп саналат, ал түздөн-түз иштөөгө жана колдонуу сценарийлерине таасир этет.

1. Статор: Энергияны өзгөртүү борбору

Статордун түзүлүшү негизинен темир өзөктөн жана үч фазалуу оромдордон турган өзгөрмө токтун асинхрондук кыймылдаткычтарынын түзүлүшүнө дал келет:

​● Темир өзөгү: Куюн токтун жоготууларын азайтуу үчүн ламинатталган кремний болот барактарынан жасалган.

● Оромдор: Үч фазалуу оромдор статордун уячаларында синусоидалык түрдө бөлүштүрүлгөн. Чыңалуу берилгенде, алар дээрлик синусоидалык арткы ЭККны пайда кылышат, бул чыгуучу токтун жана чыңалуунун фазада болушун камсыздайт (кубаттуулук коэффициентин жогорулатат).

2. Ротор: Туруктуу магниттер менен кыймылга келтирилген өзөк

Ротордун козгоочу оромдору жок жана ал өзүнүн магнит талаасын туруктуу магниттер аркылуу пайда кылат. Ал туруктуу магнитти орнотуу ыкмасына жараша эки түргө бөлүнөт:

​● Бетке орнотулган туруктуу магниттик синхрондуу кыймылдаткыч (SPM): Туруктуу магниттер ротордун бетине жабышып, борбордон чегинүүчү бузулуунун алдын алуу үчүн коргоочу жең (мисалы, көмүртек буласы) менен капталган. Аба аралыгынын магниттик агымынын жогорку тыгыздыгы менен мүнөздөлгөн SPMдер көлөмгө жана салмакка сезгич колдонмолор (мисалы, дрон жетектөөчүлөр) үчүн идеалдуу.

​● Ички туруктуу магниттик синхрондуу кыймылдаткыч (IPM): Туруктуу магниттер ротордун ичине орнотулган (мисалы, V же U формасындагы уячаларда). Кайтарымсыздык моментин (ротордун өзөгүнүн асимметриялык магниттик чынжыры тарабынан пайда болгон кошумча момент) колдонуу менен IPMдер чыгаруу мүмкүнчүлүгүн жогорулатат. Жогорку натыйжалуулук жана күчтүү ашыкча жүктөм кубаттуулугу менен IPMдер электр унааларынын башкаруу системаларында кеңири колдонулат.

(Электр унаасынын мотору)

IV. PMSM башкаруу принциби: Вектордук башкаруу жана санариптик технологиялар

Жогорку тактыктагы ылдамдыкты жана моментти башкарууга жетүү үчүн, PMSMдер вектордук башкаруу (Талаага багытталган башкаруу, FOC) технологиясына таянат. Анын өзөгү айлануучу координат системасында координаттарды трансформациялоо аркылуу үч фазалуу өзгөрмө токтун чоңдуктарын туруктуу токтун чоңдуктарына (dq огу) айландырууну камтыйт, бул агым менен моментти көз карандысыз башкарууга мүмкүндүк берет.

Көзөмөлдөө процессиндеги негизги кадамдар:

1. Позицияны аныктоо: Коддогучту же чечүүчүнү колдонуп, ротордун абалын жана ылдамдыгын реалдуу убакыт режиминде алуу, координаттарды өзгөртүү үчүн бурчтук шилтемени камсыз кылуу.

2. Ток үлгүсүн алуу жана трансформациялоо: Кларк/Парк трансформациясы аркылуу dq огу токторуна айландырылган статордун үч фазалуу токторун чогултуу (моментти башкаруу).

3. DSP эсептөө жана PWM модуляциясы: Санариптик сигнал процессору (DSP) dq огу токтору үчүн шилтеме маанилерин максаттуу моментке жана ылдамдыкка негиздеп эсептейт, андан кийин статордун чыңалышын жана жыштыгын жөнгө салуу үчүн Мейкиндик Векторунун Импульстук Тууралык Модуляциясы (SVPWM) аркылуу инвертордук жетек сигналдарын түзөт.

Техникалык артыкчылыктары: Вектордук башкаруу агым менен моментти ажыратат, динамикалык жооп берүү убактысын миллисекундга чейин кыскартат жана нөлдүк ылдамдыкта толук момент чыгарууга мүмкүндүк берет. Бирок, ал жогорку өндүрүмдүү DSP же MCU талап кылат, бул системанын татаалдыгын жогорулатат.

V. PMSMдин артыкчылыктары жана кемчиликтери

VI. PMSM жана BLDC өзгөрмө жыштыктагы мотор: техникалык туташуулар жана колдонуудагы айырмачылыктар

PMSM жана щеткасыз туруктуу өзгөрмө жыштыктагы моторлор (BLDC) туруктуу магниттерге жана электрондук коммутацияга негизделген, бирок алар колдонуунун жайгашуусу боюнча айырмаланат:

​● BLDC: Тик бурчтуу толкундуу жетектөөнү (трапеция сымал арткы ЭМӨ) колдонуу менен арзан баада жана жөнөкөй башкарууга басым жасайт. Ал желдеткичтер жана суу насостору сыяктуу тактыгы төмөн талаптары бар колдонмолор үчүн ылайыктуу.

​● PMSM: Синусоидалык кыймылдаткычты (синусоидалык арткы ЭКК) колдонуу жана вектордук башкарууну колдоо менен жогорку тактыкка жана өндүрүмдүүлүккө артыкчылык берет. Ал өнөр жай роботтору жана электр унаалары сыяктуу жогорку класстагы тармактарда кеңири колдонулат.

Жыйынтык

Жогорку натыйжалуулугу, компакттуу өлчөмү жана мыкты динамикалык реакциясы менен туруктуу магниттик синхрондуу кыймылдаткыч өнөр жай жана жаңы энергетика тармактарынын "кубаттуулук өзөгүнө" айланды. Баасы жана башкаруунун татаалдыгы боюнча кыйынчылыктарга карабастан, туруктуу магниттик материалдардагы (мисалы, арзан самарий-темир-азот) жана санариптик башкаруу технологияларындагы жетишкендиктер анын колдонуу сценарийлерин андан ары кеңейтет. Келечекте PMSMдер акылдуу өндүрүш жана автономдуу айдоо сыяктуу алдыңкы тармактарда маанилүү ролду ойной берет.