Motairean dràibhidh Pumbaa 60KW PMSM airson carbad dealain PML60

1. Motair uèir rèidh
• Bidh cruth lùbach a’ motair ag atharrachadh mean air mhean bho uèir chruinn gu uèir rèidh, le ìre àrd lìonadh sliotan, cinn ghoirid, dùmhlachd cumhachd àrd agus comas sgaoileadh teas làidir

2. Dealbhadh inslithe bholtaids àrd
• Bidh am motair a’ gabhail ri stuthan agus pròiseasan inslithe ùra gus coinneachadh ri riatanasan tricead suidsidh àrd rianadairean SiC airson motaran a tha a’ sìor fhàs nas luaithe

•3. Bearraidhean inslithe àrd-astar agus trom-dhleastanais
• Bidh dealbhadh a’ motair a’ cleachdadh giùlan inslithe, a choinnicheas ri riatanasan dealbhaidh 24000RPM/min; Agus faodaidh e casg a chuir gu h-èifeachdach air gineadh creimeadh dealain giùlan

4. Motair air fhuarachadh le ola
• Bidh am motair a’ gabhail ri structar fuarachaidh ola aig astar luath, a lùghdaicheas an cumhachd ainmichte gu h-èifeachdach às deidh an tomhas-lìonaidh a lùghdachadh, rud a leasaicheas chan ann a-mhàin an èifeachdas, ach a leasaicheas beatha seirbheis an t-siostaim cuideachd.

5. Coileanadh NVH sàr-mhath
• Bidh rotor a’ motair a’ gabhail ri structar pòla claon roinnte, a bhios gu h-èifeachdach a’ leasachadh NVH an t-siostam motair

Ann an raointean fèin-ghluasad gnìomhachais, carbadan lùtha ùra, agus robotachd àrd-inbhe, tha motaran sioncronaich le maighnead maireannach (Motar Sioncronaich Maighnead Maireannach, PMSM) air nochdadh mar phrìomh roghainn airson siostaman dràibhidh air sgàth an èifeachdais àrd, meud teann, agus feartan freagairt fiùghantach nas fheàrr. Tha an artaigil seo a’ toirt seachad mion-sgrùdadh coileanta air an teicneòlas motair chudromach seo bho iomadh taobh, a’ gabhail a-steach mìneachadh, prionnsapalan obrach, dealbhadh structarail, loidsig smachd, buannachdan agus eas-bhuannachdan, agus coimeas ri motaran tricead caochlaideach BLDC.

I. Mìneachadh agus Prìomh Fheartan PMSM

Is e motair sioncronaich AC trì-ìrean a th’ ann am motair sioncronaich le maighnead maireannach. Is e a phrìomh fheart nach eil feum aig an rotor air lùbadh brosnachaidh; an àite sin, bidh e a’ gineadh raon magnetach seasmhach gu dìreach tro mhaighneadan maireannach (me, neodymium-iarann-boron, samarium-cobalt), a bhios ag obair gu sioncronaich leis an raon magnetach rothlach a bhios air a chruthachadh leis na lùban stator.

An coimeas ri motaran inntrigidh traidiseanta, tha buannachdan mòra aig PMSMan:

​● Èifeachdas àrd: Chan eil call brosnachaidh sam bith aig an rotor (tha call copair neo-shoilleir), agus mar thoradh air sin tha dùmhlachd cumhachd còrr is 30% nas àirde na dùmhlachd motaran inntrigidh.

​● Freagairt àrd dhinimigeach: Comasach air làn torque a lìbhrigeadh aig astar neoni, ga dhèanamh freagarrach airson tagraidhean a dh’ fheumas obrachaidhean tòiseachaidh is stad tric.

​● Fuaim ìosal agus torque rèidh: Air a dhealbhadh le feachd electromotive cùil sinusoidal (EMF), bidh e ag obair le glè bheag de chreathadh.

​● Factar cumhachd àrd: Tha raon magnetach an rotor air a thoirt seachad le magnets maireannach, a’ cur às don eileamaid brosnachaidh ann an sruth an stator. Mar thoradh air an sin, tha factar cumhachd an t-siostaim a’ tighinn faisg air 1.

(PMSM)

II. Prionnsabal Obrachaidh PMSM

Tha obrachadh PMSM an urra ri uidheam "sioncronachadh raon magnetach stator-rotor", a tha a’ dol air adhart mar a leanas:

1. Gineadh raon magnetach rothlach an statair: Nuair a thèid sruth AC trì-ìrean a chur an sàs ann an lùban trì-ìrean an statair, thèid raon magnetach rothlach a chruthachadh anns a’ bheàrn èadhair, a’ rothladh aig an astar sioncronaich ns = 60f / p

(far a bheil f a’ riochdachadh tricead an t-solair cumhachd agus p a’ riochdachadh àireamh nam paidhrichean pòla).

2. Sioncronachadh raon magnetach an rotor: Bidh an raon magnetach bho mhaighneatan maireannach an rotor ag eadar-obrachadh le raon magnetach rothlach an stator, a’ gineadh torque electromagnetic a bhios a’ toirt air an rotor rothladh aig an astar sioncronaich a rèir raon an stator.

3. Feart neo-fhèin-thòiseachaidh: Air sgàth suidheachadh tùsail an rotor neo-aithnichte agus neo-chomas torque tòiseachaidh a ghineadh leotha fhèin, feumaidh PMSMan co-òrdanachadh le inverter (a’ toirt seachad cumhachd tricead caochlaideach) gus tòiseachadh bog a choileanadh. Chan eil obrachadh àbhaisteach a’ tòiseachadh ach às deidh don astar ruighinn stairsneach.

III. Structar Cridhe PMSM: Stator agus Rotor

Tha structar PMSM coltach ri structar motair sioncronaich àbhaisteach, ach is e dealbhadh an rotor aige am prìomh eadar-dhealachadh, a’ toirt buaidh dhìreach air coileanadh agus suidheachaidhean tagraidh.

1. Stator: Meadhan Tionndaidh Lùtha

Tha structar an stator gu ìre mhòr co-chòrdail ri structar motaran inntrigidh AC, air a dhèanamh suas sa mhòr-chuid de chridhe iarainn agus lùban trì-ìrean:

​● Cridhe iarainn: Air a dhèanamh de dhuilleagan stàilinn silicon lannaichte gus call sruth cuartachaidh a lughdachadh.

● Cuairtean: Tha cuairtean trì-ìrean air an sgaoileadh gu sinusoidal anns na sliotan stator. Nuair a thèid an cur fo chumhachd, bidh iad a’ gineadh EMF cùil faisg air sinusoidal, a’ dèanamh cinnteach gu bheil an sruth toraidh agus am bholtaids ann an co-rèir (a’ neartachadh a’ fhactar cumhachd).

2. Rotor: Am Cridhe air a stiùireadh le Magnets Maireannach

Chan eil lùban brosnachaidh aig an rotor agus bidh e a’ gineadh a raon magnetach tro mhaighneatan maireannach. Tha e air a roinn ann an dà sheòrsa stèidhichte air an dòigh stàlaidh airson a’ mhaighneat maireannach:

​● Motair Sioncronach le Magnet Maireannach air a Chur air an Uachdar (SPM): Tha magnets maireannach ceangailte ri uachdar an rotor agus còmhdaichte le muinchill dìona (me, snàithleach gualain) gus casg a chuir air milleadh ceudrifugach. Air a chomharrachadh le dùmhlachd sruth magnetach àrd beàrn-adhair, tha SPMan air leth freagarrach airson tagraidhean mothachail air meud agus cuideam (me, draibhearan dròn).

​● Motair Sioncronach le Magnet Maireannach a-staigh (IPM): Tha magnets maireannach air an leabachadh a-staigh an rotor (me, ann an sliotan cumadh V no cumadh U). Le bhith a’ cleachdadh torque neo-sheasmhach (torque a bharrachd air a chruthachadh leis a’ chuairt magnetach neo-chothromach de chridhe an rotor), bidh IPMan a’ neartachadh comas toraidh. Le èifeachdas nas àirde agus comas cus cuideim nas làidire, tha IPMan air an cleachdadh gu farsaing ann an siostaman dràibhidh charbadan dealain.

(MOTOR EV)

IV. Prionnsabal Smachd PMSM: Smachd Vectar agus Teicneòlasan Didseatach

Gus smachd àrd-chruinneas a choileanadh air astar agus torque, bidh PMSMan an urra ri teicneòlas smachd vectar (Field-Oriented Control, FOC). Tha a chridhe a’ toirt a-steach atharrachadh meudan AC trì-ìrean gu meudan DC (axis dq) ann an siostam co-òrdanachaidh rothlach tro chruth-atharrachadh co-òrdanachaidh, a’ comasachadh smachd neo-eisimeileach air sruth agus torque.

Prìomh cheumannan sa phròiseas smachd:

1. Lorgaireachd suidheachaidh: togail suidheachadh is astar an rotor ann am fìor-ùine le bhith a’ cleachdadh encoder no resolver, a’ toirt seachad iomradh ceàrnach airson cruth-atharrachadh co-òrdanachaidhean.

2. Samplachadh is cruth-atharrachadh srutha: Cruinneachadh sruthan trì-ìrean stator, a thèid a thionndadh gu sruthan axis dq a’ cumail smachd air torque) tro chruth-atharrachadh Clarke/Park.

3. Àireamhachadh DSP agus modulachadh PWM: Bidh pròiseasar comharran didseatach (DSP) a’ tomhas luachan iomraidh airson sruthan axis dq stèidhichte air torque agus astar targaid, agus an uairsin a’ gineadh comharran dràibhidh inverter tro Space Vector Pulse Width Modulation (SVPWM) gus bholtaids agus tricead stator a riaghladh.

Buannachdan teicnigeach: Bidh smachd vectar a’ dì-cheangal sruth agus torque, a’ lughdachadh ùine freagairt fiùghantach gu mille-diogan agus a’ comasachadh toradh làn torque aig astar neoni. Ach, feumaidh e DSPan no MCUan àrd-choileanaidh, a’ meudachadh iom-fhillteachd an t-siostaim.

V. Buannachdan agus Eas-bhuannachdan PMSM

VI. Motair tricead atharrachail PMSM an aghaidh BLDC: Ceanglaichean teicnigeach agus eadar-dhealachaidhean tagraidh

Tha an dà chuid PMSMan agus motaran tricead caochlaideach DC gun bhruis (BLDC) stèidhichte air magnets maireannach agus co-chur dealain, ach tha iad eadar-dhealaichte ann an suidheachadh tagraidh:

​● BLDC: A’ cur fòcas air cosgais ìseal agus smachd sìmplidh, a’ cleachdadh draibh tonn ceàrnagach (EMF cùil trapezoidal). Tha e freagarrach airson tagraidhean le riatanasan mionaideachd ìosal, leithid luchd-leantainn agus pumpaichean uisge.

​● PMSM: A’ toirt prìomhachas do chruinneas agus coileanadh àrd, a’ cleachdadh dràibheadh ​​sinusoidal (EMF cùil sinusoidal) agus a’ toirt taic do smachd vectar. Tha e air a chleachdadh gu farsaing ann an raointean àrd-inbhe leithid robotaichean gnìomhachais agus carbadan dealain.

Co-dhùnadh

Leis an èifeachdas àrd, am meud teann, agus am freagairt fiùghantach sàr-mhath aige, tha am motair sioncronaich le magnet maireannach air a thighinn gu bhith na “chridhe cumhachd” ann an roinnean gnìomhachais agus lùtha ùra. A dh’ aindeoin dhùbhlain ann an cosgais agus iom-fhillteachd smachd, leudaichidh adhartasan ann an stuthan magnet maireannach (me, samarium-iarann-nitrogen aig prìs ìseal) agus teicneòlasan smachd didseatach na suidheachaidhean tagraidh aige tuilleadh. San àm ri teachd, cumaidh PMSMan orra a’ cluich pàirt chudromach ann an raointean ùr-nodha leithid saothrachadh tuigseach agus dràibheadh ​​​​fèin-riaghlaidh.