სუპერ მაგნიტის ძრავის სინქრონული დიზაინი.
მუდმივი მაგნიტის სინქრონული ძრავა (PMSM) სუპერ მაგნიტური ძრავის ცენტრიფუგა კომპრესორის დრაივისთვის. PMSM-ს აქვს გამომავალი სიმძლავრე 2000 W 200,000 rpm-ზე 28 V dc დენის მიწოდებით. იგი შექმნილია 77 კ კრიოგენულ ტემპერატურაზე მუშაობისთვის. დაპროექტებული PMSM არის 2-პოლუსიანი, 3-ფაზიანი ნაპრალის სტრუქტურა. მუდმივი მაგნიტი ცენტრალურად მდებარეობს ღრუ ლილვის შიგნით. ლიც-მავთულის მრავალჯაჭვიანი გრეხილი გამოიყენება გრაგნილში მორევის დენის დანაკარგის შესამცირებლად. წარმოდგენილია მასალების შერჩევის კრიტერიუმები სუპერ მაღალი სიჩქარისა და კრიოგენული გამოყენებისთვის. როტორისა და სტატორის შესაძლო სტრუქტურები განიხილება და სიმულირებულია სასრული ელემენტების მეთოდის (FEM) გამოყენებით. ასევე განიხილება მექანიკური სტრესის სიმულაცია და როტორის დინამიური საკითხები. ასევე განხილულია დაბალი გამტარი ფილტრების კავშირები პულსის სიგანის მოდულაციის (PWM) გადართვის ჰარმონიის შესამცირებლად და ცირკულაციის დენის შესამცირებლად. პირველი პროტოტიპი დამზადდა და გამოცდა ოთახის ტემპერატურაზე.
წარმოდგენილია სუპერ მაგნიტური ძრავის მუდმივი მაგნიტური სინქრონული ძრავის (PMSM) და მისი ციფრული კონტროლერის ახალი ერთობლივი დიზაინის სქემა, რომელიც უზრუნველყოფს დაბალფასიან, მაგრამ მაღალეფექტურ საავტომობილო სისტემას გარანტირებული სტაბილურობითა და წარმადობით. ვინაიდან PMSM-ის სისტემატურ დიზაინს შეუძლია უზრუნველყოს მისი სტაბილურობა ოპერაციული სიჩქარის სრულ დიაპაზონში, მარტივი და საიმედო ღია მარყუჟის კონტროლერი შეიძლება შეიქმნას სუპერმაღალსიჩქარიანი ძრავისთვის. სტაბილურობის უზრუნველყოფით, ოპტიმალური ციფრული კონტროლი ასევე შექმნილია PMSM-ის ეფექტურობისა და მუშაობის გაზრდის მიზნით. შემოთავაზებული ოპტიმალური V/f კონტროლის უნიკალური მახასიათებელია მისი დიზაინის გათვალისწინება სტატორის რეზისტორის მიმართ, რომელიც ძირითადად უგულებელყოფილია V/f კონტროლის უმეტესობაში, მაგრამ არ შეიძლება უგულებელვყოთ სუპერმაღალსიჩქარიან ძრავაში დამატებითი მცირე ზომის მოთხოვნის გამო. . მოწოდებულია სიმულაციური და სტაბილურობის ანალიზი დიზაინის სხვადასხვა ვარიანტებისთვის. საბოლოოდ, სიმულაციური და ექსპერიმენტული შედეგები ადასტურებს დიზაინის ტექნიკას და მის ეფექტურობას.
სინქრონული ძრავა (LSPMSM) სუპერ პრემიუმ ეფექტურობით, მათ შორის დიზაინის გათვალისწინება და შეფასება ძრავის გაშვებისთვის, გასაღების შესრულება, სასრული ელემენტების გაფართოებული ანალიზი (FEA) დიზაინისთვის, გაუმჯობესებისთვის და გადამოწმებისთვის, პროტოტიპის აგება და ტესტირება, დიზაინი და ტესტის მონაცემების შედარება. პრემიუმ ეფექტური ინდუქციური ძრავა (PEIM). დიზაინის ტექნოლოგიის შესაფასებლად, LSPMSM პროტოტიპი აშენდა შესწორებული PEIM-ისგან, იგივე ჩარჩოთი, სტატორის დარტყმით და რეიტინგული გამომავალით. პროტოტიპის ტესტის საფუძველზე, გაკეთდა ორი ახალი გაუმჯობესების დიზაინი და ანალიზი ხმაურის და ვიბრაციის აღმოსაფხვრელად. გარდა ამისა, PEIM-თან შედარება სიმძლავრის კოეფიციენტზე, ეფექტურობაზე, ჩარჩოს ზომაზე და აქტიური მასალის მოხმარებაზე მიუთითებს, რომ შესრულების მნიშვნელოვანი გაუმჯობესება და აქტიური მასალის ღირებულება შეიძლება მიღწეული იყოს LSPMSM-ის მიერ.
DSP-ზე დაფუძნებული კონტროლერი სუპერ მაღალსიჩქარიანი (80,000 rpm) მუდმივი მაგნიტის სინქრონული ძრავისთვის (PMSM). PMSM არის საპირისპირო Brayton კრიოკულერის ცენტრიდანული კომპრესორის წამყვანი კომპონენტი, რომელიც ამჟამად დამუშავების პროცესშია NASA-სთვის და ფლორიდის მზის ენერგიის ცენტრისთვის. წარმოდგენილია PMSM ღია მარყუჟის კონტროლის დიზაინი. წარმოდგენილია ექსპერიმენტული შედეგები ღია მარყუჟის კონტროლის სქემებით. ასევე ილუსტრირებულია სისტემის ოპტიმიზაცია და ანალიზი. ისინი ამოწმებენ კონტროლერის დიზაინის და ოპტიმიზაციის სქემის ეფექტურობას.
რობოტის ველში მუდმივი მაგნიტის სინქრონული ძრავის (PMSM) გამოყენებისას პოზიციის სენსორის მიერ დაწესებული შეზღუდვების გადასაჭრელად, შემოთავაზებულია როტორის პოზიციის შეფასების მეთოდი, რომელიც დაფუძნებულია სუპერ-გრეხილი მოცურების რეჟიმის დამკვირვებლის (STSMO) საფუძველზე. დამკვირვებელი აგებულია უკანა ელექტრომოძრავი ძალის (EMF) მოდელის მიხედვით, უკანა EMF ეკვივალენტური სიგნალის მიღების შემდეგ. ამ გზით, არა მხოლოდ აღმოიფხვრება დაბალი გამტარი ფილტრი და ფაზის კომპენსაციის მოდული, არამედ გაუმჯობესებულია შეფასების სიზუსტე. შემდეგ ტარდება ლიაპუნოვის სტაბილურობის ანალიზი SPMSM კონტროლის სისტემის სტაბილურობის შესამოწმებლად. და ბოლოს, რიცხვითი სიმულაციები ხორციელდება Matlab/Simulink-ზე, შედეგები აჩვენებს, რომ STSMO-ს შეუძლია ეფექტურად შეაფასოს როტორის პოზიცია და სიჩქარე და სისტემას აქვს კარგი დინამიური და სტატიკური შესრულება.
ელექტრომაგნიტური რხევები, რომლებიც გამოწვეულია სუსტი მუდმივი მაგნიტის როტორის ექსცენტრიულობით და მჭიდრო ბოძების სლოტის რიცხვით ერთეული კომბინირებული სუპერ მაგნიტური ძრავის წყალქვეშა მუდმივი მაგნიტის ძრავისთვის (UCST-SPMM), შემოღებულ იქნა UCST-SPMM-ის შემადგენლობისა და სტრუქტურის მახასიათებლები, რადიალური ჰაერის ნაკადის სიმკვრივე და გაანალიზდა ელექტრომაგნიტური ძალის ტალღის სპექტრის მახასიათებლები UCST-SPMM-სთვის 10 პოლუსით და 12 სლოტით. წვრილი როტორის ექსცენტრიულობის გათვალისწინებით, გამოითვალა როტორის განსხვავებული ექსცენტრიულობა ელექტრომაგნიტური ძალის სიხშირის სპექტრის გავლენაზე. პროტოტიპი შემუშავდა ელექტრომაგნიტური ხმაურის შესამოწმებლად ხმის წნევის მეთოდით. თეორიული და ექსპერიმენტული შედეგები ამოწმებს როტორის ექსცენტრიულობის ვიბრაციის სიზუსტეს FEM-ით.
ძრავა, რომელიც [პროექტი], რომელიც უზრუნველყოფს ენერგიის დაკარგვის შემცირებას, აუმჯობესებს ეფექტურობას. [ხსნარი] ამცირებს ნაკადს, რომელიც მოცურავს სუპერ მაგნიტური ძრავით ან წარსულში არ იყო გენერატორის რკინა, და ნაკადის ხაზი კონცენტრირებულია ჰაერის უფსკრულით, ზრდის ჰაერის ნაკადის სიმკვრივეს. გამოგონების ძრავის ან გენერატორის გამოყენებით, აქვს ბრუნვის ძრავა, მუდმივი მაგნიტის სტატორის სამი კომპონენტი და უმკლავო. ძრავის დაფარვა, ყდის არის ღრუ ცილინდრები, რომლებიც შესაფერისია ძრავასა და სტატორს შორის, და შიდა მრავალჯერადი მაღალი ტემპერატურის ზეგამტარები კონფიგურირებულია მის კრიტიკულ ტემპერატურაზე გაციების ქვემოთ. ამ ზეგამტარებს შეუძლიათ შეცვალონ ნაკადის მიმართულება ოპტიმიზაციის ეფექტურობის ოპტიმალურ პოზიციაზე.
დემაგნიტიზაციის ხარვეზი იწვევს მუდმივი მაგნიტის სინქრონული ძრავის (PMSM) წამყვანი სისტემის მუშაობის დეგრადაციას. აქედან გამომდინარე, დიდი მნიშვნელობა აქვს დემაგნიტიზაციის ხარვეზის რეკონსტრუქციას რეალურ დროში. ეს ნაშრომი პირველ რიგში წარმოადგენს დემაგნიტიზაციის ხარვეზის აღდგენის მეთოდს ექვსფაზიანი მუდმივი მაგნიტის სუპერ მაგნიტის ძრავისთვის. შექმნილია სუპერ-გრეხილი ალგორითმზე დაფუძნებული მოცურების რეჟიმი Luenberger დამკვირვებელი (STA-SMLO). მას შეუძლია აღმოფხვრას მოცურების რეჟიმის დამკვირვებლის (SMO) ხმაური და ეფექტურად გამოყოს ძრავის სიჩქარის გავლენა დამკვირვებელზე. დემაგნიტიზებული SP-PMSM-ის მათემატიკური მოდელი აგებულია ვექტორული სივრცის დაშლით (VSD). შემდეგ, STA-SMLO, რომელიც აერთიანებს სუპერ მაგნიტის ძრავის ალგორითმზე დაფუძნებულ მოცურების რეჟიმის დამკვირვებელს (STA-SMO) ლუენბერგერის დამკვირვებელთან (LO), შექმნილია SP-PMSM-ის დემაგნიტიზაციის ხარვეზის ზუსტად აღსადგენად. უფრო მეტიც, ძლიერი ლიაპუნოვის ფუნქცია შექმნილია STA-SMLO-ს სტაბილურობის უზრუნველსაყოფად.
მეორე რიგის მოცურების რეჟიმი და მუდმივი მაგნიტის სინქრონული ძრავის ჩვეულებრივი პროპორციული/ინტეგრარული კონტროლი მიღწეულია, რომელიც გამოიყენება როგორც მამოძრავებელი მანქანა გემების აპლიკაციებში. სუპერ მაგნიტური ძრავის ალგორითმი ეხება მეორე რიგის მოცურების რეჟიმის მართვის სტრუქტურას და იძლევა უპირატესობას სიმტკიცესთან მიმართებაში არაწრფივი და მათ შორის გაურკვევლობების სისტემების მიმართ, ამავე დროს დარღვევისა და არეულობის ეფექტები ჩვეულებრივ პროპორციულ/ინტეგრალურ და სრიალის რეჟიმის მეთოდებთან შედარებით. გარდა ამისა, მეთოდი, რომელიც შესწავლილია.
სასარგებლო მოდელი არის მრავალფუნქციური მუდმივი მაგნიტური სუპერძრავის ძრავა, რომელსაც შეუძლია ავტომატური სიმძლავრე და ბრუნვის გაზრდა და შემცირება, ენერგიის გამომუშავება და დატენვა, მიეკუთვნება მუდმივი მაგნიტური ძრავების ტექნიკურ სფეროს და ძირითადად უზრუნველყოფს მანქანებისთვის მუდმივი მაგნიტის ძრავას. წამყვანი ძრავა ძირითადად ხასიათდება იმით, რომ გარე გარსი შიგნიდან აღჭურვილია შიდა გარსის სხეულებით, რომლებიც განსხვავდება დიამეტრით და აქვთ ღია გარე ბოლოები; სტატორები არის სტატორის ბირთვის მავთულის ზოლები, რომლებიც დამაგრებულია გარე გარსის შიდა კედლებზე და შიდა გარსის სხეულებზე; მთავარი სიმძლავრის ლილვი აღჭურვილია მთავარი ლილვის მაგნიტური იზოლაციის ფენით, ძირითადი ლილვის ინტეგრალური როტორის მაგნიტის ფოლადის კორპუსით და იშვიათი დედამიწის მუდმივი მაგნიტური ზოლით; იერარქიული ინტეგრალური როტორის მაგნიტის ფოლადის სხეულები განლაგებულია შიდა გარსის სხეულებს შორის და შიდა გარსის სხეულებსა და გარე გარსს შორის, თითოეული ფენის ინტეგრალური როტორის მაგნიტის ფოლადის სხეულის შიდა კედელი აღჭურვილია ინტეგრალური ზუსტი ჩამოსხმის მაგნიტური იზოლაციით.
ძრავას აქვს მარჯვენა, მარცხენა და ცენტრალური საყრდენი ჭურვები, რომლებიც ატარებენ გარე რგოლს რადიალურად ალუმინის გარე კორპუსთან და ღერძულად უკავშირდება ტარების საფარს. გარე რგოლი არის სუპერ მაგნიტური ძრავა საიზოლაციო და დამჭერი ნაწილისა და გარე რბილი რკინის ფურცლის ბოძზე. გარე რგოლი კბილებით არის ტანგენციალური ჭურვიზე. მექანიკურად მბრუნავი საკისარი ინახავს ბოძს მიმდებარე ფაზების პოლუსებთან. კორპუსი იღებს რადიალურ ძალას და ღერძულ ძალას საფარიდან ღარებითა და უსაფრთხოების შიდა რგოლით ან საფარით.
ზებგერითი ძრავა, რომელიც უზრუნველყოფილია მბრუნავი წევრის გარე პერიფერიული ნაწილის გარე პერიფერიაზე ან ზედა ზედაპირზე ან ქვედა ზედაპირზე პირველი ბილიკით, რომელზედაც მაგნიტური პოლუსები მუდმივად მონაცვლეობით მაგნიტიზებულია და მეორე ბილიკი, რომელზეც მინიმუმ ერთი მაგნიტური პოლუსი არის მაგნიტიზებული. ერთ ადგილას, პირველი და მეორე ბილიკები განლაგებულია არამაგნიტიზებული წევრის მეშვეობით; და პირველი და მეორე ტრასების საპირისპირო მაგნიტური შიფრატორით ბრუნვის პოზიციისა და როტორის სიჩქარის გამოსავლენად; ასე რომ, მაგნიტური მგრძნობიარე ელემენტი აღმოაჩენს ცვალებადობას პირველი და მეორე ბილიკის მაგნიტურ ნაკადში, რომელიც გამოწვეულია როტორის ბრუნვით და აგზავნის სიგნალს პოზიციის კონტროლის წრეში და სიჩქარის კონტროლის წრეში, რის შედეგადაც ბრძანების სიგნალი წარმოიქმნება შესაბამისიდან. საკონტროლო სქემებს შეუძლიათ გააუმჯობესონ სუპერ მაგნიტის ძრავის პოზიციისა და სიჩქარის კონტროლის სიზუსტე.
სუპერ-გრეხილის ალგორითმი (STA, მეორე რიგის მოცურების რეჟიმის კონტროლის კლასი (SOSMC)) ფართოდ გამოიყენება მუდმივი მაგნიტის ხაზოვანი სინქრონული ძრავის (PMLSM) სისტემებში მისი მცირე რაოდენობის ინფორმაციისა და უმარტივესი გამოთვლებისთვის SOSMC ალგორითმებს შორის. STA-ს დისკრეტიზაციისა და ნიშნების ფუნქციის გამო, ჭკუის პრობლემა შეიძლება გამოწვეული იყოს. ამ ნაშრომში, ჩვენ ვთავაზობთ STA მეთოდს განსაზღვრული სასაზღვრო ფენით (ე.წ. δSTA), რათა კიდევ უფრო შევამციროთ ხმაური მაღალი სიზუსტის პოზიციონირების სისტემაში. δSTA მეთოდით, როდესაც მოცურების ცვლადი კვეთს ნულოვან წერტილს, სიჩქარე რეგულირდება ორი განსხვავებული გაჯერების ფუნქციის მეშვეობით, ნაცვლად STA-ის უწყვეტი ნიშნის ფუნქციებისა. შემოთავაზებული კონტროლის კანონი დადასტურდა, რომ სტაბილურია, რაც უზრუნველყოფს მეორე რიგის მოცურების რეჟიმის დამკვიდრებას. როგორც სიმულაციამ, ასევე ექსპერიმენტულმა შედეგებმა აჩვენა, რომ შემოთავაზებულ საკონტროლო სქემას, განსაზღვრული სასაზღვრო ფენის სიგანით, შეუძლია გააუმჯობესოს სტაბილური მდგომარეობის პოზიციონირების სიზუსტე და მნიშვნელოვნად შეამციროს სისტემის ხმაური.
პირდაპირი წამყვანი რგოლის მუდმივი მაგნიტის ბრუნვის ძრავზე ადვილად მოქმედებს პარამეტრების ცვლილებები და დატვირთვის ბრუნვის დარღვევა, რაც ამცირებს სისტემის სერვო მუშაობას. სერვო სისტემის მდგრადობის გასაზრდელად, სუპერ გადახვევის ალგორითმი, რომელიც დაფუძნებულია მეორე რიგის მოცურების რეჟიმის კონტროლზე (SMC) არის შემოთავაზებული, როგორც პირდაპირი წამყვანი სერვო სისტემის სიჩქარის კონტროლერი. სუპერ მაგნიტის ძრავას არ სჭირდება ინფორმაცია სრიალის რეჟიმის დროის წარმოებულის შესახებ, რომელიც უწყვეტი კონტროლის საშუალებით ზომავს სრიალის რეჟიმს და მის წარმოებულ მიდგომას ნულს სასრულ დროში. ეს მეთოდი არა მხოლოდ უზრუნველყოფს სერვო სისტემის სიმტკიცეს და გამორიცხავს ჩეთს, არამედ აძლიერებს სერვო სისტემის სტატიკური სიზუსტეს. სიმულაციის შედეგები აჩვენებს, რომ პირდაპირი წამყვანი NC მბრუნავი მაგიდის სერვო სისტემას აქვს ძალიან ძლიერი გამძლეობა პარამეტრების ცვლილებებისა და გარე დარღვევების საწინააღმდეგო კონტროლის მეთოდის გამოყენებით.
წარმოდგენილია ოპტიმალური V/f კონტროლი სუპერ მაღალი სიჩქარით მუდმივი მაგნიტის სინქრონული ძრავისთვის (PMSM). PMSM-ის სტატორის წინააღმდეგობა ძირითადად უგულებელყოფილია V/f კონტროლის დიზაინში და კომპენსირდება მხოლოდ გამაძლიერებელი ძაბვით. თუმცა, შემოთავაზებული სუპერ მაღალი სიჩქარით PMSM-ის დამატებითი მცირე ზომის მოთხოვნის გამო, სტატორის წინააღმდეგობის უგულებელყოფა აღარ შეიძლება. ამ ნაშრომში მოცემულია V/f კონტროლის მრუდის ოპტიმალური დიზაინი სტატორის წინააღმდეგობის გათვალისწინებით. გაანალიზებულია სტატორის რეზისტორის ეფექტი V/f კონტროლის მრუდზე, ის იძლევა მარტივი და მარტივი V/f კონტროლის მრუდის გამოყენებას სუპერ მაღალი სიჩქარის PMSM-ის ღია მარყუჟის კონტროლისთვის. სიმულაციის შედეგები ილუსტრირებულია შემოთავაზებული დიზაინის ტექნიკის ეფექტურობის საჩვენებლად.
ულტრა მაღალსიჩქარიანი მუდმივი მაგნიტის სინქრონული ძრავა (PMSM), რომელიც გამოიყენება საავტომობილო ძრავის სუპერ მაგნიტის ძრავაზე. მიუხედავად იმისა, რომ ძრავა ამოძრავებს ინვერტორს 12-V DC ავტობუსის ძაბვით, საავტომობილო ენერგიის წყაროს გამო, ის აღწევს მაქსიმალურ ბრუნვის სიჩქარეს 150000 r/min და ნომინალურ სიმძლავრეს 1.5 კვტ. ვინაიდან დენის წყარო მკაცრად ზღუდავს ძრავის ტერმინალის ძაბვას და ფუნდამენტური ოპერაციული სიხშირე 2500 ჰც-მდეა, მნიშვნელოვანია ძრავში სინქრონული წინაღობის შემდგომი შემცირება, მის გამტარიანობის კოეფიციენტზე ყურადღების მიქცევა. ნაშრომში ტარდება FEM-ზე დაფუძნებული ელექტრომაგნიტური ველის ანალიზი, რასაც მოჰყვება თეორიული დისკუსია მანქანის ოპტიმალური დიზაინის შესახებ. გარდა ამისა, განიხილება მექანიკური სტრუქტურა რეალური მანქანის წარმოებისთვის. შემუშავებულ პროტოტიპს აქვს სხვადასხვა უნიკალური მახასიათებელი ელექტრული და მექანიკური თვალსაზრისით და ზოგიერთი ექსპერიმენტული ტესტის შედეგები წარმოდგენილია მისი პოტენციალის დემონსტრირებისთვის.
ხაზის გაშვება მუდმივი მაგნიტის სინქრონული ძრავით (LSPMSM) სუპერ პრემიუმ ეფექტურობით, პროტოტიპის აშენებით და ტესტირებით, დიზაინისა და ტესტირების მონაცემების შედარება პრემიუმ ეფექტური ინდუქციური ძრავით (PEIM). დიზაინის ტექნოლოგიის შესაფასებლად, LSPMSM პროტოტიპი აშენდა შესწორებული PEIM-ისგან, იგივე ჩარჩოთი, სტატორის დარტყმით და რეიტინგული გამომავალით. პროტოტიპის ტესტის საფუძველზე, გაკეთდა ორი ახალი გაუმჯობესების დიზაინი და ანალიზი ხმაურის და ვიბრაციის აღმოსაფხვრელად. გარდა ამისა, PEIM-თან შედარება სიმძლავრის კოეფიციენტზე, ეფექტურობაზე, ჩარჩოს ზომაზე და აქტიური მასალის მოხმარებაზე მიუთითებს, რომ შესრულების მნიშვნელოვანი გაუმჯობესება და აქტიური მასალის ღირებულება შეიძლება მიღწეული იყოს LSPMSM-ის მიერ.
პოზიციის სენსორის მიერ დაწესებული, მუდმივი მაგნიტის სინქრონული ძრავის (PMSM) გამოყენებისას რობოტის ველში, შემოთავაზებულია როტორის პოზიციის შეფასების მეთოდი, რომელიც დაფუძნებულია სუპერ-გრეხილი მოცურების რეჟიმის დამკვირვებელზე (STSMO). დამკვირვებელი აგებულია უკანა ელექტრომოძრავი ძალის (EMF) მოდელის მიხედვით, უკანა EMF ეკვივალენტური სიგნალის მიღების შემდეგ. ამ გზით, არა მხოლოდ აღმოიფხვრება დაბალი გამტარი ფილტრი და ფაზის კომპენსაციის მოდული, არამედ გაუმჯობესებულია შეფასების სიზუსტე. შემდეგ ტარდება ლიაპუნოვის სტაბილურობის ანალიზი SPMSM კონტროლის სისტემის სტაბილურობის შესამოწმებლად. და ბოლოს, რიცხვითი სიმულაციები ხორციელდება Matlab/Simulink-ზე, შედეგები აჩვენებს, რომ STSMO-ს შეუძლია ეფექტურად შეაფასოს როტორის პოზიცია და სიჩქარე და სისტემას აქვს კარგი დინამიური და სტატიკური შესრულება.
მუდმივი მაგნიტის ჯაგრისებიანი ძრავები პოპულარობას იძენს ჩვეულებრივ ჯაგრისიან ძრავებთან შედარებით, რადგან ინდუსტრია მუდმივად მოითხოვს უფრო მაღალი ეფექტურობის და მაღალი სიმძლავრის მაღალი სიჩქარის ელექტრომექანიკურ დრაივერებს. მოწინავე ტარების და დაბალანსების ტექნოლოგიასთან ერთად, 100 კრ/წმ-ზე მეტი ოპერაციული სიჩქარე აღარ არის მიუღწეველი კომერციული ძრავებისთვის. თუმცა, ამ მიღწევას აქვს ნაკლი უსიამოვნო ხმაურის დონის თვალსაზრისით. ადამიანის ჯანმრთელობაზე ხმაურის ზემოქმედების შესახებ ინფორმირებულობის გაზრდით, რამდენიმე ქვეყანა იწყებს საყოფაცხოვრებო ტექნიკაზე ხმაურის მარეგულირებელი ლიმიტების დანერგვას. მაღალსიჩქარიანი ძრავების ბაზარზე გასაყიდად, აკუსტიკური შესრულება უნდა იყოს კონტროლირებადი ხმაურის რეგულაციების დასაკმაყოფილებლად. ამ ნაშრომში, ექსპერიმენტული მიდგომა იყო გამოყენებული სუპერ მაღალი სიჩქარის მუდმივი მაგნიტის ჯაგრისების გარეშე ძრავის ხმის სიმძლავრის დონის გასაანალიზებლად. გაზომვები ჩატარდა ჰემი-ანექოიურ კამერაში, რომელიც აღჭურვილი იყო ათი მიკროფონით.
შემოთავაზებულია სუპერ-გრეხილი არაწრფივი ფრაქციული რიგის PID მოცურების რეჟიმის მართვის სტრატეგია (ASTNLFOPIDSMC) გაფართოებული მდგომარეობის დამკვირვებლის (ESO) გამოყენებით მუდმივი მაგნიტის სინქრონული ძრავის (PMSM) სიჩქარის მუშაობისთვის. პირველ რიგში, ეს ნაშრომი გვთავაზობს ახალ არაწრფივ ფრაქციული რიგის PID (NLFOPID) სრიალ ზედაპირს არაწრფივი პროპორციული ტერმინით, არაწრფივი ინტეგრალური წევრით და არაწრფივი დიფერენციალური წევრით. მეორეც, ახალი NLFOPID გადართვის კოლექტორი და ადაპტური სუპერ-გრეხილი მიღწევის კანონი (ASTRL) გამოიყენება, რათა მივიღოთ შესანიშნავი კონტროლის შესრულება სრიალის რეჟიმის ფაზაში და მიღწევის ფაზაში, შესაბამისად. ახალი სტრატეგია აგებულია ASTRL და NLFOPID მოცურების ზედაპირით. NLFOPID გადართვის კოლექტორის გამოყენების გამო, სწრაფი კონვერგენციის, კარგი გამძლეობის და მცირე სტაბილური მდგომარეობის შეცდომის უზრუნველყოფა შესაძლებელია მოცურების რეჟიმის ფაზაში. ASTRL-ის გამოყენების გამო, ჭკუის ფენომენი შეიძლება შესუსტდეს და მაღალი სიზუსტის მახასიათებლები.
მოთხოვნა მაღალი ხარისხის ელექტრო მანქანებზე ბოლო წლებში საგრძნობლად გაიზარდა საჰაერო კოსმოსური და სატრანსპორტო ინდუსტრიებისთვის. სარბოლო ელექტრომოტოციკლი არის შესაფერისი პლატფორმა ახალი ცნებებისა და მანქანების ტოპოლოგიების დასადასტურებლად და დასამტკიცებლად მგზავრთა ტრანსპორტირების აპლიკაციების გამოყენებამდე. ეს ნაშრომი აღწერს მაღალი სიმძლავრის ორმაგი როტორის მუდმივი მაგნიტის აპარატის დიზაინს და განვითარებას ელექტრო სუპერბაიკისთვის. გენეტიკურ ალგორითმის ოპტიმიზაციაზე დაფუძნებული ჰოლისტიკური მრავალ დომენური დიზაინის ინსტრუმენტი გამოიყენება სლოტ-პოლუს ოპტიმალური კონფიგურაციის იდენტიფიცირებისთვის და სისტემის არქიტექტურის კვლევებში დასახმარებლად. შერჩეული მანქანა შემდგომ დახვეწილია და გაანალიზებულია ელექტროენერგიის ელექტრო გადამყვანთან ერთად, რომელიც გამოიყენება აპლიკაციისთვის.
მუდმივი მაგნიტის სინქრონული ძრავის (PMSM) პირდაპირი ბრუნვის კონტროლის სისტემაში ბრუნვის ტალღის და სისტემის გამძლეობის პრობლემის გამო, მიღებულ იქნა ბრუნვის კონტროლის მეთოდი, რომელიც დაფუძნებულია სუპერ-გრეხილი მოცურების რეჟიმზე და ამ ნაშრომში შეიქმნა ბრუნვის და ნაკადის კავშირის კონტროლერი. მოცურების რეჟიმის მახასიათებლების მიხედვით, ცვლადი სტრუქტურის კონტროლი სისტემაში არეულობის ჩასახშობად, შემდეგ ბრუნვის ტალღა შემცირდა და სისტემის გამძლეობა გაიზარდა. ამავდროულად, Super-wisting ალგორითმის ანალიზის საფუძველზე, გადართვის ფუნქცია, რომელიც ჩანაცვლებულია ჰიპერბოლური ტანგენტის ფუნქციით, აჩვენებს, რომ სისტემას არ აქვს აშკარა ხმაური მაღალი სიხშირის მოძრაობაში და ეფექტი კარგია. ჩვეულებრივ ნელ კონტროლთან შედარებით, სუპერ-გრეხილი მოცურების რეჟიმის კონტროლის ბრუნვის ტალღა მნიშვნელოვნად შემცირდა და უფრო მძლავრი იყო ძრავის დარღვევისთვის. სიმულაციის შედეგებმა დაადასტურა მეთოდის ეფექტურობა.
იმის გამო, რომ ტრადიციული მოცურების რეჟიმის დამკვირვებელს აქვს თანდაყოლილი ჭუჭყიანი პრობლემა, შემოთავაზებულია მუდმივი მაგნიტის სინქრონული ძრავისთვის დისკრეტული ცვლადი მომატების სუპერ-გრეხილი მოცურების რეჟიმის დამკვირვებელი. პირველ რიგში, დამკვირვებლის ცვლადი მომატება დინამიურად რეგულირდება ძრავის სიჩქარესთან და სისტემის შიდა მდგომარეობასთან, ასე რომ მიიღწევა ცვლადი სიჩქარის პირობებში სრიალის რეჟიმის ჩახშობა. მეორეც, პირველი რიგის დაბალი გამტარი ფილტრი შექმნილია გამძლეობის გასაუმჯობესებლად მოცურების რეჟიმის მართვის სისტემის გარდამავალი პროცესის დროს და სრიალის რეჟიმის ტრაექტორიის კონვერგენცია სასრულ დროში დადასტურებულია აბსურდულობამდე შემცირებაზე. დაბოლოს, შემოთავაზებულია ვექტორული კონტროლის ახალი სტრატეგია, რათა სრულად გამოეყოს მიმდინარე მარყუჟის d, q ღერძი. ჰიბრიდული ორიენტაციის საფუძველზე, ღერძის ეფექტური უკანა EMF კომპონენტი ამოღებულია დამკვირვებლის გამომავალიდან და გაერთიანდება უკანა EMF-ის გარდაქმნის მატრიცასთან, მიიღწევა წინსვლის კომპენსაცია მიმდინარე მარყუჟში. ექსპერიმენტული შედეგები ადასტურებს ამ ნაშრომში შემოთავაზებული კონტროლის სტრატეგიის ეფექტურობასა და პრაქტიკულობას.
მუდმივი მაგნიტის სინქრონული ძრავის (PMSM) პარამეტრები მგრძნობიარეა შემთხვევითი და არაწრფივი ხმაურის დარღვევების მიმართ. ბრუნვის პირდაპირი კონტროლისას დაკვირვების სიზუსტე დაბალია, რადგან სუფთა ინტეგრალი ჩვეულებრივ გამოიყენება სტატორის ნაკადის გამოთვლაში, რაც იწვევს ბრუნვის ტალღის და ნაკადის იმპულსების გადაჭრას. პრობლემა, გაფართოებული კალმანის ფილტრი (EKF) დამკვირვებელი გამოიყენება PMSM-ის სიჩქარის, პოზიციისა და ნაკადის ზუსტი დაკვირვებისთვის. იმავდროულად, რადგან PI კონტროლერი მგრძნობიარეა ძრავის პარამეტრების ცვლილებებზე, ამის ნაცვლად შექმნილია სუპერ-გრეხილი კონტროლერი. ბრუნვის PI კონტროლერის და საცნობარო ძაბვის ვექტორის შეფასების მოდულის. ფუნქცია სიგმოიდი(ები) კვაზილიდურ რეჟიმში გამოიყენება სიმბოლოს ფუნქციის sgn(s) ჩანაცვლებისთვის, სისტემის სიმტკიცის გასაუმჯობესებლად და სირთულის შესამცირებლად. სიმულაციის შედეგები აჩვენებს, რომ EKF დამკვირვებელს შეუძლია ზუსტად დააკვირდეს ძრავის სიჩქარეს, პოზიციას და ნაკადს. სუპერ-გრეხილ კონტროლერს შეუძლია შეამციროს ბრუნვის ტალღები კონტროლის სისტემაში და გააუმჯობესოს დაკვირვების სიზუსტე. გამოწურვა.
დაბალი ინდუქციურობის და კომუტაციის მაღალი სიხშირის გამო, გამოწვეული მაღალი სიხშირის დენის ჰარმონიკით გამოწვეული PWM კონტროლით, სუპერ მაღალი სიჩქარის მუდმივი მაგნიტის ჯაგრისების ძრავები ჩვეულებრივ განიცდიან როგორც როტორის, ასევე სტატორის გადახურებას. უშუალოდ ინვერტორზე დაჭრისთვის სიხშირე უნდა გაიზარდოს დენის ჰარმონიკის შესამცირებლად. მაგრამ 10 კვტ კლასის საავტომობილო ძრავებისთვის, რომლებიც გამოიყენება საწვავის უჯრედების მანქანების ჰაერის კომპრესორებში, დენის გადამრთველი მოწყობილობები ამჟამად არ აკმაყოფილებენ გადართვის სიხშირისა და სიმძლავრის საჭიროებებს ერთდროულად. ამიტომ, ინვერტორზე დაჭრით სიჩქარის რეგულირება არ არის კარგი არჩევანი. სტატორებსა და როტორებში დანაკარგების შემცირებისკენ მიმართული ეს ნაშრომი წარმოადგინა წინა ბაკის კვადრატული ტალღის ამძრავის დიზაინი მიმდინარე ჰარმონიების შესამცირებლად. უკანა ელექტრომოძრავი ძალის (EMF) ფილტრის წრედის ოპტიმიზაციით და კომუტაციის კომპენსაციის კუთხით, სენსორული კონტროლის CAN-ის მუშაობის დიაპაზონი გაფართოვდა 3000-100000 r·min. გაანალიზებული იყო ძირითადი პუნქტები, რომლებიც შეგვხვდა დისკის განვითარების დროს და შემოთავაზებული იქნა გადაწყვეტილებები.
სასარგებლო მოდელი ასახავს სუპერსიჩქარიანი მუდმივი მაგნიტის ძრავის კერამიკული ბურთულიანი სტრუქტურას. კერამიკული ბურთულა საკისრის სტრუქტურა შედგება კერამიკული ღრმა ღარიანი ბურთულა, საკისრის ყდის, საკისრის შიდა საფარი და საკისრის გარე საფარი, სადაც კერამიკული ღრმა ღარიანი ბურთულა საკისარი მოთავსებულია ძრავის მბრუნავ ლილვზე; საკისრის შიდა საფარი და საკისრის გარე საფარი კოაქსიალურია კერამიკული ღრმა ღარიანი ბურთულიანი საკისრის მიმართ; საკისრის ყდის ყდა არის კერამიკული ღრმა ღარიანი ბურთულა საკისრის გარეთ; საკისრის შიდა საფარი და საკისრის გარე საფარი შესაბამისად იკეტება კერამიკული ღრმა ღარიანი ბურთულიანი საკისრის ორ ღერძულ მხარეს და მიმაგრებულია საკისრის ყდისთან. სასარგებლო მოდელის მიერ გამჟღავნებული სუპერსიჩქარიანი მუდმივი მაგნიტის ძრავის კერამიკული ბურთულიანი სტრუქტურის მიხედვით, მიღებულია კერამიკული ღრმა ღარიანი ბურთულიანი საკისარი ისე, რომ ხახუნის კოეფიციენტი და სუპერსიჩქარის ქვეშ არსებული ხმაური მცირეა.
მუდმივი მაგნიტის სინქრონული ძრავის (PMSM) ორმხრივი შეერთების ანალიზზე დაყრდნობით, ამ ნაშრომმა ჩამოაყალიბა ერთგვარი სიმულირებული კონტროლის სისტემა ორმხრივი კვების ტესტისთვის, რათა რეგენერირებული ენერგია მიეწოდება DC ავტობუსს დატვირთვის ძრავის დროს. ორმხრივი მამოძრავებელი ტესტი ოთხი კვადრანტიანი გადამყვანის მეშვეობით, რათა მოხდეს ენერგიის მიმოქცევა ორ ძრავას შორის. სიმულაციური ექსპერიმენტები აჩვენებს, რომ სუპერ კონდენსატორისა და წინააღმდეგობის შთანთქმის ჰიბრიდულ კონტროლს შეუძლია შთანთქას PMSM შენელების დამუხრუჭების უკუკავშირის ენერგია, რაც არა მხოლოდ აუმჯობესებს სიმძლავრის გამოყენების კოეფიციენტს, არამედ ხდის მუდმივი ავტობუსის ძაბვას სტაბილურს სისტემის უსაფრთხო მუშაობაში.
რთული საავტომობილო გენერატორის სისტემა, რომელშიც შედის პირველი ძრავის გენერატორი და მეორე ძრავის გენერატორი. პირველი ძრავის გენერატორი მოიცავს სტატორს, რომელსაც აქვს სამფაზიანი ველის გრაგნილების ნაკრები და პირველი როტორი განლაგებულია შიგნით და კოაქსიალურია სტატორთან და კონფიგურირებულია როტაციისთვის სტატორთან შედარებით. მეორე ძრავის გენერატორი მოიცავს მბრუნავ სტატორს და მეორე როტორს, რომელიც დაკავშირებულია საერთო ლილვთან პირველი ძრავის გენერატორის როტორთან და განლაგებულია შიგნით და კოაქსიალურად ბრუნვის სტატორთან. მბრუნავი სტატორი კონფიგურირებულია ისე, რომ ბრუნავს მეორე როტორთან შედარებით და უფრო მაღალი ბრუნვის სიჩქარით, ვიდრე მეორე როტორს.
