Изследване на изчисляване на звезди и прилагане на постоянни магнитни синхронни сцепление машини

Предистория

Постоянните магнитни синхронни двигатели (PMSM) се използват широко в съвременната индустрия и ежедневието поради предимствата им на висока ефективност, спестяване на енергия и надеждност, което ги прави предпочитаното захранващо оборудване в множество полета. Постоянните магнитни синхронни сцепление машини чрез модерни технологии за управление не само осигуряват гладко движение на повдигане, но и постигат прецизно позициониране и защита на безопасността на асансьорния автомобил. С отличната си производителност те се превърнаха в ключови компоненти в много асансьорни системи. Въпреки това, с непрекъснатото развитие на асансьорната технология, изискванията за производителност за постоянни магнитни синхронни сцепление се увеличават, особено прилагането на „звездни“ технологии, която се превърна в изследователска гореща точка.

Проблеми и значимост на изследванията

Традиционната оценка на въртящия момент на звезди в постоянните магнитни синхронни сцепление се разчита на теоретични изчисления и извличане от измерени данни, които се борят за отчитане на ултра-трансиентните процеси на звездно укрепване и нелинейност на електромагнитните полета, което води до ниска ефективност и точност. Моменталният голям ток по време на звездното улесяване представлява риск от необратима демагнетизация на постоянни магнити, което също е трудно да се оцени. С разработването на софтуер за анализ на крайни елементи (FEA) тези проблеми са разгледани. Понастоящем теоретичните изчисления са по-използвани за ръководство на дизайна, а комбинирането им със софтуерен анализ позволява по-бърз и по-точен анализ на въртящия момент на звездното улесяване. Този документ приема постоянен магнит синхронна машина за сцепление като пример за извършване на анализ на ограничени елементи на неговите работни условия за излягане на звезди. Тези проучвания не само помагат за обогатяването на теоретичната система на постоянни магнитни синхронни сцепление, но също така осигуряват силна подкрепа за подобряване на ефективността на безопасността на асансьора и оптимизиране на производителността.

Прилагане на анализ на крайни елементи при изчисления на звезди за укрепване

За да се провери точността на резултатите от симулацията, беше избрана сцеплена машина със съществуващите тестови данни с номинална скорост от 159 об / мин. Измереният стационарен въртящ момент на звезди и намотки с различна скорост са както следва. Въртящият момент на звезди достига своя максимум при 12 об / мин.

Фигура 1: Измерени данни за звездното уплътняване

На следващо място, анализът на крайните елементи на тази машина за сцепление беше извършен с помощта на софтуер Maxwell. Първо е установен геометричният модел на сцеплението и бяха зададени съответните свойства на материала и граничните условия. След това, чрез решаване на уравнения на електромагнитното поле, бяха получени криви на тока на времевия домейн, криви на въртящия момент и демагнетизация на постоянни магнити в различно време. Консистенцията между резултатите от симулацията и измерените данни беше проверена.

Създаването на модела на крайните елементи на сцеплението е основно за електромагнитния анализ и няма да бъде разработено тук. Подчертава се, че настройките на материала на двигателя трябва да съответстват на действителното използване; Като се има предвид последващият анализ на демагнетизацията на постоянните магнити, нелинейните B-H криви трябва да се използват за постоянни магнити. Този документ се фокусира върху това как да внедрите симулация на звезди и демагнетизация на сцеплението в Максуел. Звездното уплътняване в софтуера се реализира чрез външна верига, като специфичната конфигурация на веригата е показана на фигурата по-долу. Трифазните намотки на статора на сцеплението се обозначават като LPhasea/B/C във веригата. За да симулирате внезапно засягане на звездата с късо съединение на трифазните намотки, паралелен модул (съставен от източник на ток и превключвател, контролиран от тока), е свързан последователно с всяка фазова намотка. Първоначално превключвателят, контролиран от тока, е отворен и трифазният източник на ток доставя мощност към намотките. В определено време превключването на тока се затваря, късо съединение на трифазния източник на ток и скъсява трифазните намотки, влизайки в състоянието на късо съединение на звезди.

Фигура 2: Дизайн на веригата на звезди

Измереният максимален въртящ момент на звезди на сцеплението съответства на скорост 12 об / мин. По време на симулация скоростите се параметризират като 10 об / мин, 12 об / мин и 14 об / мин, за да се подравнят с измерената скорост. По отношение на времето за спиране на симулацията, като се има предвид, че намотващите токове се стабилизират по -бързо при по -ниски скорости, бяха поставени само 2–3 електрически цикъла. От кривите на резултатите от времевата област може да се прецени, че изчисленият въртящ момент на звезди и намотката са стабилизирани. Симулацията показа, че стационарният въртящ момент на звезди при 12 оборота в минута е най-големият, при 5885,3 nm, което е с 5,6% по-ниска от измерената стойност. Измереният ток на намотка е 265,8 A, а симулираният ток е 251,8 A, като стойността на симулацията също е 5,6% по -ниска от измерената стойност, отговаряща на изискванията за точност на дизайна.

Фигура 3: Въртящ момент на пейк звезди и намотката

Машините за сцепление са критично за безопасността специално оборудване, а постоянното демагнетизиране на магнита е един от ключовите фактори, влияещи върху тяхната производителност и надеждност. Не е разрешено необратимата демагнетизация, превишаваща стандартите. В този документ софтуерът ANSYS Maxwell се използва за симулиране на характеристиките на демагнетизация на постоянни магнити при обратни магнитни полета, индуцирани от късо съединение в състояние на заразяване на звезди. От тенденцията на намотката на намотката, текущият пик надвишава 1000 A в момента на улесняване на звезди и се стабилизира след 6 електрически цикъла. Скоростта на демагнетизация в софтуера Maxwell представлява съотношението на остатъчния магнетизъм на постоянните магнити след излагане на демагнетизиращо поле към първоначалния им остатъчен магнетизъм; Стойност 1 показва демагнетизация, а 0 показва пълна демагнетизация. От кривите на демагнетизация и контурните карти, постоянната скорост на демагнетизация на магнита е 1, без да се наблюдава демагнетизация, потвърждавайки, че симулираната сцеплена машина отговаря на изискванията за надеждност.

Фигура 4: Крива на времева област на крива на криволичещ ток под звездно улесняване с номинална скорост

Фигура 5: Крива на скоростта на демагнетизация и контура на демагнетизация на постоянните магнити

Задълбочаване и перспективи

Чрез симулация и измерване, въртящият момент на звездното залепване на сцеплението и рискът от постоянна демагнетизация на магнита могат да бъдат ефективно контролирани, осигурявайки силна поддръжка за оптимизиране на производителността и осигуряване на безопасна работа и дълголетие на сцеплението. Този документ не само изследва изчисляването на въртящия момент и демагнетизацията на звездни засилвания в постоянните магнитни синхронни сцеплени машини, но също така силно насърчава подобряването на безопасността на асансьора и оптимизирането на производителността. Очакваме с нетърпение да подобрим технологичния прогрес и иновативните пробиви в тази област чрез интердисциплинарно сътрудничество и обмен. Също така призоваваме повече изследователи и практикуващи да се съсредоточат върху тази област, допринасяйки за мъдростта и усилията за повишаване на работата на постоянните магнитни синхронни сцепление и гарантиране на безопасната работа на асансьорите.