งานวิจัยเกี่ยวกับการคำนวณการปิดผนึกดาวและการประยุกต์ใช้เครื่องจักรแรงแม่เหล็ก

พื้นหลัง

มอเตอร์แบบซิงโครนัสแม่เหล็กถาวร (PMSMS) มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมสมัยใหม่และชีวิตประจำวันเนื่องจากข้อดีของประสิทธิภาพสูงประหยัดพลังงานและความน่าเชื่อถือทำให้พวกเขาเป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ต้องการในหลายสาขา เครื่องจักรแรงแม่เหล็กแบบซิงโครนัสถาวรผ่านเทคโนโลยีการควบคุมขั้นสูงไม่เพียง แต่ให้การเคลื่อนไหวการยกที่ราบรื่น แต่ยังบรรลุตำแหน่งที่แม่นยำและการป้องกันความปลอดภัยของรถลิฟต์ ด้วยประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมของพวกเขาพวกเขาได้กลายเป็นองค์ประกอบสำคัญในระบบลิฟต์หลายระบบ อย่างไรก็ตามด้วยการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีลิฟต์ข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพสำหรับเครื่องจักรแรงแม่เหล็กแบบซิงโครนัสถาวรจะเพิ่มขึ้นโดยเฉพาะอย่างยิ่งการประยุกต์ใช้เทคโนโลยี "การปิดผนึกดาว" ซึ่งได้กลายเป็นฮอตสปอตการวิจัย

ปัญหาการวิจัยและความสำคัญ

การประเมินแบบดั้งเดิมของแรงบิดปิดการปิดบังดาวในเครื่องจักรแรงแม่เหล็กแบบซิงโครนัสถาวรขึ้นอยู่กับการคำนวณเชิงทฤษฎีและการได้มาจากข้อมูลที่วัดได้ซึ่งต่อสู้เพื่ออธิบายถึงกระบวนการที่มีการทดลองใช้เป็นพิเศษของการปิดผนึกดาวและความไม่เชิงเส้นของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า กระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่ทันทีในระหว่างการปิดผนึกดาวมีความเสี่ยงต่อการถูกทำลายล้างแม่เหล็กถาวรที่กลับไม่ได้ซึ่งเป็นเรื่องยากที่จะประเมิน ด้วยการพัฒนาซอฟต์แวร์การวิเคราะห์องค์ประกอบไฟไนต์ (FEA) ปัญหาเหล่านี้ได้รับการแก้ไขแล้ว ขณะนี้การคำนวณเชิงทฤษฎีมีการใช้เพื่อเป็นแนวทางในการออกแบบและการรวมเข้ากับการวิเคราะห์ซอฟต์แวร์ช่วยให้การวิเคราะห์แรงบิดของดาวฤกษ์ได้เร็วขึ้นและแม่นยำยิ่งขึ้น บทความนี้ใช้เครื่องฉุดแบบซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรเป็นตัวอย่างในการวิเคราะห์องค์ประกอบ จำกัด ของสภาพการทำงานของการปิดผนึกดาว การศึกษาเหล่านี้ไม่เพียง แต่ช่วยเสริมสร้างระบบทางทฤษฎีของเครื่องจักรแรงแม่เหล็กแบบซิงโครนัสถาวร แต่ยังให้การสนับสนุนที่แข็งแกร่งสำหรับการปรับปรุงประสิทธิภาพความปลอดภัยของลิฟต์และประสิทธิภาพการเพิ่มประสิทธิภาพ

การประยุกต์ใช้การวิเคราะห์องค์ประกอบ จำกัด ในการคำนวณการปิดผนึกดาว

ในการตรวจสอบความถูกต้องของผลการจำลองเครื่องฉุดที่มีข้อมูลการทดสอบที่มีอยู่ถูกเลือกด้วยความเร็วที่กำหนด 159 รอบต่อนาที แรงบิดที่เป็นสตาร์ปิดการปิดผนึกสตาร์และกระแสที่คดเคี้ยวด้วยความเร็วที่แตกต่างกันมีดังนี้ แรงบิดของดาวฤกษ์ดาวถึงสูงสุดที่ 12 รอบต่อนาที

รูปที่ 1: ข้อมูลที่วัดได้ของการปิดผนึกดาว

ถัดไปการวิเคราะห์องค์ประกอบไฟไนต์ของเครื่องฉุดนี้ดำเนินการโดยใช้ซอฟต์แวร์ Maxwell ขั้นแรกให้สร้างแบบจำลองทางเรขาคณิตของเครื่องลากและมีการตั้งค่าคุณสมบัติของวัสดุที่สอดคล้องกันและเงื่อนไขขอบเขต จากนั้นโดยการแก้สมการสนามแม่เหล็กไฟฟ้าเส้นโค้งกระแสโดเมนเวลาเส้นโค้งแรงบิดและสถานะการกำจัดแม่เหล็กของแม่เหล็กถาวรในเวลาที่ต่างกัน ความสอดคล้องระหว่างผลการจำลองและข้อมูลที่วัดได้ถูกตรวจสอบ

การจัดตั้งแบบจำลององค์ประกอบไฟไนต์ของเครื่องลากเป็นพื้นฐานของการวิเคราะห์แม่เหล็กไฟฟ้าและจะไม่ได้รับการอธิบายที่นี่ มันเน้นว่าการตั้งค่าวัสดุของมอเตอร์จะต้องสอดคล้องกับการใช้งานจริง เมื่อพิจารณาถึงการวิเคราะห์ demagnetization ที่ตามมาของแม่เหล็กถาวรต้องใช้เส้นโค้ง B-H แบบไม่เชิงเส้นสำหรับแม่เหล็กถาวร บทความนี้มุ่งเน้นไปที่วิธีการใช้การจำลองการปิดผนึก Star และ Demagnetization ของเครื่องลากใน Maxwell การปิดผนึกดาวในซอฟต์แวร์จะรับรู้ผ่านวงจรภายนอกโดยมีการกำหนดค่าวงจรเฉพาะที่แสดงในรูปด้านล่าง ขดลวดสเตเตอร์สามเฟสของเครื่องลากจะแสดงเป็น lphasea/b/c ในวงจร เพื่อจำลองการปิดกั้นดาววงจรลัดวงจรอย่างฉับพลันของขดลวดสามเฟสโมดูลขนาน (ประกอบด้วยแหล่งกำเนิดปัจจุบันและสวิตช์ควบคุมปัจจุบัน) เชื่อมต่อกันในซีรีส์กับแต่ละวงจรที่คดเคี้ยวเฟส เริ่มแรกสวิตช์ที่ควบคุมปัจจุบันจะเปิดอยู่และแหล่งกระแสไฟฟ้าสามเฟสจ่ายไฟให้กับขดลวด ในเวลาที่กำหนดสวิตช์ที่ควบคุมปัจจุบันจะปิดการไหลเวียนของแหล่งกระแสไฟฟ้าสามเฟสในระยะสั้นและทำให้ขดลวดสามเฟสสั้นลงเข้าสู่สถานะการปิดผนึกดาววงจรลัดวงจร

รูปที่ 2: การออกแบบวงจรปิดดาว

แรงบิดที่วัดได้สูงสุดจากดาวของเครื่องลากสอดคล้องกับความเร็ว 12 รอบต่อนาที ในระหว่างการจำลองความเร็วจะถูกพารามิเตอร์เป็น 10 รอบต่อนาที, 12 รอบต่อนาทีและ 14 รอบต่อนาทีเพื่อให้สอดคล้องกับความเร็วที่วัดได้ เกี่ยวกับเวลาหยุดการจำลองการพิจารณาว่ากระแสที่คดเคี้ยวทำให้เสถียรเร็วขึ้นด้วยความเร็วต่ำกว่า 2-3 รอบไฟฟ้าเท่านั้นที่ถูกตั้งค่า จากเส้นโค้งโดเมนเวลาของผลลัพธ์สามารถตัดสินได้ว่าแรงบิดปิดการปิดผนึกดาวและกระแสที่คดเคี้ยวนั้นมีความเสถียร การจำลองแสดงให้เห็นว่าแรงบิดปิดการปิดผนึกดาวที่คงที่ที่ 12 รอบต่อนาทีนั้นใหญ่ที่สุดที่ 5885.3 นาโนเมตรซึ่งต่ำกว่าค่าที่วัดได้ 5.6% กระแสที่คดเคี้ยวที่วัดได้คือ 265.8 A และกระแสจำลองคือ 251.8 A ด้วยค่าการจำลองที่ต่ำกว่าค่าที่วัดได้ 5.6% ข้อกำหนดความแม่นยำในการออกแบบการประชุม

รูปที่ 3: แรงบิดปิดการปิดผนึกดาวและกระแสที่คดเคี้ยว

เครื่องจักรลากเป็นอุปกรณ์พิเศษที่สำคัญต่อความปลอดภัยและการกำจัดแม่เหล็กแม่เหล็กถาวรเป็นหนึ่งในปัจจัยสำคัญที่มีผลต่อประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของพวกเขา ไม่อนุญาตให้มีการ demagnetization ที่ไม่สามารถย้อนกลับได้เกินมาตรฐาน ในบทความนี้ซอฟต์แวร์ ANSYS Maxwell ใช้เพื่อจำลองลักษณะการ demagnetization ของแม่เหล็กถาวรภายใต้สนามแม่เหล็กย้อนกลับที่เกิดจากกระแสไฟฟ้าลัดวงจรในสถานะการปิดผนึกดาว จากแนวโน้มปัจจุบันที่คดเคี้ยวจุดสูงสุดในปัจจุบันเกิน 1,000 a ในขณะที่การปิดผนึกดาวและเสถียรหลังจาก 6 รอบไฟฟ้า อัตราการล้างอำนาจแม่เหล็กในซอฟต์แวร์ Maxwell แสดงถึงอัตราส่วนของแม่เหล็กที่ตกค้างของแม่เหล็กถาวรหลังจากการสัมผัสกับสนามแม่เหล็กไปยังแม่เหล็กที่ตกค้างดั้งเดิมของพวกเขา ค่า 1 บ่งชี้ว่าไม่มีการกำจัดแม่เหล็กและ 0 หมายถึงการกำจัดแม่เหล็กที่สมบูรณ์ จากเส้นโค้ง demagnetization และแผนที่รูปร่างอัตราการล้างแม่เหล็กแม่เหล็กถาวรคือ 1 โดยไม่มีการตรวจพบขั้วที่สังเกตได้ยืนยันว่าเครื่องจำลองการลากตรงตามข้อกำหนดด้านความน่าเชื่อถือ

รูปที่ 4: เส้นโค้งโดเมนเวลาของกระแสที่คดเคี้ยวภายใต้การปิดผนึกดาวด้วยความเร็วที่กำหนด

รูปที่ 5: เส้นโค้งอัตราการกำจัดแม่เหล็กและแผนที่รูปร่าง Demagnetization ของแม่เหล็กถาวร

ลึกและมุมมอง

ผ่านทั้งการจำลองและการวัดแรงบิดของการปิดการปิดการใช้งานของเครื่องฉุดและความเสี่ยงของการกำจัดแม่เหล็กแม่เหล็กถาวรสามารถควบคุมได้อย่างมีประสิทธิภาพให้การสนับสนุนที่แข็งแกร่งสำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพประสิทธิภาพและทำให้มั่นใจได้ว่าการทำงานที่ปลอดภัย บทความนี้ไม่เพียง แต่สำรวจการคำนวณแรงบิดของการปิดผนึกสตาร์และการกำจัดแม่เหล็กในเครื่องจักรแรงแม่เหล็กแบบซิงโครนัสถาวร แต่ยังส่งเสริมการปรับปรุงความปลอดภัยของลิฟต์และการเพิ่มประสิทธิภาพประสิทธิภาพของลิฟต์ เราหวังว่าจะพัฒนาความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีและการพัฒนานวัตกรรมในสาขานี้ผ่านความร่วมมือแบบสหวิทยาการและการแลกเปลี่ยน นอกจากนี้เรายังเรียกร้องให้นักวิจัยและผู้ปฏิบัติงานมากขึ้นเพื่อมุ่งเน้นไปที่สาขานี้มีส่วนร่วมในภูมิปัญญาและความพยายามในการเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของเครื่องจักรแรงแม่เหล็กแบบซิงโครนัสถาวรและมั่นใจได้ว่าการทำงานที่ปลอดภัยของลิฟต์