Žvaigždžių sandarių skaičiavimo ir nuolatinių magneto sinchroninių traukos mašinų taikymo tyrimai

Fonas

Nuolatiniai magneto sinchroniniai varikliai (PMSM) yra plačiai naudojami šiuolaikinėje pramonėje ir kasdieniame gyvenime dėl jų didelio efektyvumo, energijos taupymo ir patikimumo pranašumų, todėl jie yra pageidaujama galios įranga daugelyje sričių. Nuolatinės magneto sinchroninės traukos mašinos, naudodamos pažangias valdymo technologijas, ne tik suteikia sklandų kėlimo judesį, bet ir pasiekia tikslią lifto automobilio padėties nustatymą ir apsaugą saugai. Puikiai atlikdami savo našumą, jie tapo pagrindiniais komponentais daugelyje liftų sistemų. Tačiau nuolat tobulinant lifto technologiją, didėja nuolatinių magneto sinchroninių traukos mašinų našumo reikalavimai, ypač pritaikant „žvaigždžių uždarymo“ technologiją, kuri tapo tyrimų tašku.

Tyrimo klausimai ir reikšmė

Tradicinis žvaigždžių uždarymo sukimo momento vertinimas nuolatiniuose magneto sinchroninėse traukos mašinose priklauso nuo teorinių skaičiavimų ir išvestinių iš išmatuotų duomenų, kurie stengiasi atsižvelgti į ypač atstumusius žvaigždžių uždarymo procesus ir elektromagnetinių laukų netiesiškumą, todėl maža efektyvumas ir tikslumas. Momentinė didelė srovė žvaigždžių uždarymo metu kelia negrįžtamo nuolatinių magnetų demagnetizavimo riziką, kurią taip pat sunku įvertinti. Kuriant baigtinių elementų analizės (FEA) programinę įrangą, buvo išspręstos šios problemos. Šiuo metu teoriniai skaičiavimai yra labiau naudojami projektavimui, o jų derinimas su programinės įrangos analize leidžia greičiau ir tiksliau analizuoti žvaigždžių sandarinimo sukimo momentą. Straipsnyje yra nuolatinė magneto sinchroninė sukibimo mašina kaip pavyzdys, kaip atlikti savo žvaigždžių sandarinimo veikimo sąlygų baigtinių elementų analizę. Šie tyrimai ne tik padeda praturtinti teorinę nuolatinio magneto sinchroninių traukos mašinų sistemą, bet ir užtikrina tvirtą palaikymą gerinant lifto saugos efektyvumą ir optimizuojant našumą.

Baigtinių elementų analizės taikymas atliekant žvaigždžių sandarinimo skaičiavimus

Norint patikrinti modeliavimo rezultatų tikslumą, buvo pasirinktas sukibimo mašina su esamais bandymo duomenimis, kurio greitis yra 159 aps / min. Išmatuotas pastovios žvaigždės sandarių sukimo momentas ir apvijos srovė skirtingu greičiu yra toks. Žvaigždžių uždarymo sukimo momentas pasiekia maksimumą esant 12 aps / min.

1 paveikslas: Išmatuoti žvaigždžių sandarinimo duomenys

Tada šios traukos mašinos baigtiniai elementų analizė buvo atlikta naudojant „Maxwell“ programinę įrangą. Pirmiausia buvo sukurtas traukos mašinos geometrinis modelis, nustatytos atitinkamos medžiagos savybės ir ribinės sąlygos. Tada, sprendžiant elektromagnetinio lauko lygtis, buvo gautos laiko srities srovės kreivės, sukimo momento kreivės ir nuolatinių magnetų demagnetizacijos būsenos skirtingu metu. Buvo patikrinta nuoseklumas tarp modeliavimo rezultatų ir išmatuotų duomenų.

Traukos mašinos baigtinių elementų modelio nustatymas yra esminis elektromagnetinės analizės ir čia nebus detalizuotas. Pabrėžiama, kad variklio medžiagos parametrai turi atitikti faktinį naudojimą; Atsižvelgiant į vėlesnę nuolatinių magnetų demagnetizavimo analizę, nuolatiniams magnetams turi būti naudojamos netiesinės B-H kreivės. Straipsnyje pagrindinis dėmesys skiriamas tam, kaip įgyvendinti žvaigždžių sandarinimo ir demagnetizavimo modeliavimą sukibimo mašinoje Maksvelyje. Žvaigždžių uždarymas programinėje įrangoje realizuojamas per išorinę grandinę, o konkrečios grandinės konfigūracija parodyta žemiau esančiame paveikslėlyje. Trimatizmo mašinos trifazių statorių apvijos grandinėje žymimos LPHASEA/B/C. Norint imituoti staigią trifazių apvijų trumpojo jungimo sandarinimą, lygiagretus modulis (sudarytas iš srovės šaltinio ir srovės kontroliuojamas jungiklis) yra sujungtas iš eilės su kiekviena fazės apvijos grandine. Iš pradžių dabartinis kontroliuojamas jungiklis yra atidarytas, o trifazis dabartinis šaltinis tiekia apvijas. Nustatytu metu dabartinis kontroliuojamas jungiklis uždaromas, trumpai sujungdamas trifazio srovės šaltinį ir trumpinant trifazių apvijas, patekus į trumpojo jungimo žvaigždės uždarymo būseną.

2 paveikslas: Žvaigždžių uždarymo grandinės dizainas

Išmatuotas maksimalus traukos mašinos sukimo momentas žvaigždėmis atitinka 12 aps / min greitį. Modeliavimo metu greitis buvo parametruotas kaip 10 aps / min, 12 aps / min ir 14 aps / min, kad būtų galima suderinti su išmatuotu greičiu. Kalbant apie modeliavimo sustabdymo laiką, atsižvelgiant į tai, kad apvijos srovės stabilizuoja greičiau esant mažesniam greičiui, buvo nustatytos tik 2–3 elektriniai ciklai. Atsižvelgiant į rezultatų domeno kreives, galima įvertinti, kad apskaičiuotas žvaigždžių uždarymo sukimo momentas ir apvijos srovė stabilizavosi. Modeliavimas parodė, kad pastovi žvaigždės uždarymo sukimo momentas esant 12 aps / min, buvo didžiausias, esant 5885,3 nm, tai buvo 5,6% mažesnė už išmatuotą vertę. Išmatuota apvijos srovė buvo 265,8 A, o modeliuojama srovė buvo 251,8 A, o modeliavimo vertė taip pat 5,6% mažesnė už išmatuotą vertę, susitikimo projektavimo tikslumo reikalavimus.

3 pav.

Traukos mašinos yra saugumo kritinė speciali įranga, o nuolatinis magneto demagnetizavimas yra vienas iš pagrindinių veiksnių, turinčių įtakos jų našumui ir patikimumui. Neleidžiamas negrįžtamas demagnetizavimas, viršijantis standartus. Šiame darbe „Ansys Maxwell“ programinė įranga naudojama modeliuojant nuolatinių magnetų demagnetizavimo charakteristikas, esant atvirkštiniams magnetiniams laukams, kuriuos sukelia trumpojo jungimo srovės žvaigždžių sandarių būsenoje. Remiantis vingiuotos srovės tendencija, dabartinė smailė viršija 1000 A žvaigždės uždarymo metu ir stabilizuojasi po 6 elektrinių ciklų. Demagnetizacijos greitis „Maxwell“ programinėje įrangoje parodo nuolatinių magnetų likutinio magnetizmo santykį, veikiant demagnetizuojančio lauko lauką iki pradinio liekaninio magnetizmo; 1 vertė rodo, kad nėra demagnetizacijos, o 0 rodo visišką demagnetizaciją. Nuo demagnetizacijos kreivių ir kontūrų žemėlapių nuolatinis magneto demagnetizacijos greitis yra 1, be jokio demagnetizacijos, patvirtindama, kad imituojama traukos mašina atitinka patikimumo reikalavimus.

4 pav.

5 paveikslas: Demagnetizacijos greičio kreivė ir demagnetizacijos kontūro kontūro žemėlapis nuolatinių magnetų žemėlapis

Gilinimas ir perspektyvos

Atliekant tiek modeliavimą, tiek matavimus, gali būti veiksmingai kontroliuojami traukos mašinos žvaigždės uždarymo sukimo momentas ir nuolatinio magneto demagnetizacijos rizika, užtikrinant stiprią paramą našumo optimizavimui ir užtikrinant saugų veikimą bei traukos mašinos ilgaamžiškumą. Straipsnyje ne tik tiriamas žvaigždžių sandarinimo sukimo momento ir demagnetizacijos skaičiavimas nuolatiniuose magneto sinchroninėse traukos mašinose, bet ir stipriai skatina liftų saugos ir efektyvumo optimizavimo gerinimą. Mes tikimės, kad šioje srityje bus tobulinama technologinė pažanga ir novatoriški proveržiai per tarpdisciplininį bendradarbiavimą ir mainus. Mes taip pat raginame daugiau tyrėjų ir praktikų sutelkti dėmesį į šią sritį, prisidėti prie išminties ir pastangų sustiprinti nuolatinių magneto sinchroninių traukos mašinų veikimą ir užtikrinti saugų liftų veikimą.