Forskning på stjerneforseglingsberegning og anvendelse av permanent magnetsynkrone trekkmaskiner

Bakgrunn

Permanente magnetsynkrone motorer (PMSMS) er mye brukt i moderne industri og dagligliv på grunn av fordelene med høy effektivitet, energisparing og pålitelighet, noe som gjør dem til det foretrukne kraftutstyret i mange felt. Permanente magnetsynkrone trekkmaskiner, gjennom avanserte kontrollteknologier, gir ikke bare jevn løftebevegelse, men oppnår også presis posisjonering og sikkerhetsbeskyttelse av heisbilen. Med sin utmerkede ytelse har de blitt viktige komponenter i mange heissystemer. Med kontinuerlig utvikling av heiseteknologi øker imidlertid ytelseskravene for permanent magnetsynkrone trekkmaskiner, spesielt anvendelsen av "stjernekålende" -teknologi, som har blitt en forskningshotspot.

Forskningsspørsmål og betydning

Tradisjonell evaluering av stjerneseglende dreiemoment i permanent magnetsynkrone trekkmaskiner er avhengig av teoretiske beregninger og avledning fra målte data, som kjemper for å redegjøre for de ultra-gjennomførende prosessene med stjernekål og ikke-linearitet av elektromagnetiske felt, noe som resulterer i lav effektivitet og nøyaktighet. Den øyeblikkelige store strømmen under stjernedeling utgjør en risiko for irreversibel demagnetisering av permanente magneter, noe som også er vanskelig å evaluere. Med utviklingen av programvare for endelig elementanalyse (FEA), har disse problemene blitt adressert. Foreløpig brukes teoretiske beregninger mer for å veilede design, og å kombinere dem med programvareanalyse muliggjør raskere og mer nøyaktig analyse av stjerneseglende dreiemoment. Denne artikkelen tar en permanent magnetsynkron trekkmaskin som et eksempel for å utføre endelig elementanalyse av dens stjernekålende driftsforhold. Disse studiene hjelper ikke bare med å berike det teoretiske systemet for permanent magnetsynkrone trekkmaskiner, men gir også sterk støtte for å forbedre heisens sikkerhetsytelse og optimalisere ytelsen.

Anvendelse av endelig elementanalyse i stjernemålingsberegninger

For å bekrefte nøyaktigheten av simuleringsresultater ble en trekkmaskin med eksisterende testdata valgt, med en nominell hastighet på 159 o / min. Det målte stabil stjerneselende dreiemomentet og svingete strøm i forskjellige hastigheter er som følger. Det stjerneseglende dreiemomentet når sitt maksimum ved 12 o / min.

Figur 1: Målte data om stjernemål

Deretter ble endelig elementanalyse av denne trekkmaskinen utført ved bruk av Maxwell -programvare. Først ble den geometriske modellen til trekkmaskinen etablert, og tilsvarende materialegenskaper og grensebetingelser ble satt. Ved å løse elektromagnetiske feltlikninger ble det oppnådd tidsdomenets strømkurver, dreiemomentkurver og demagnetiseringstilstander for permanente magneter til forskjellige tider. Konsistensen mellom simuleringsresultater og målte data ble bekreftet.

Etableringen av den endelige elementmodellen til trekkmaskinen er grunnleggende for elektromagnetisk analyse og vil ikke bli utdypet her. Det understrekes at materialinnstillingene til motoren må samsvare med faktisk bruk; Tatt i betraktning påfølgende demagnetiseringsanalyse av permanente magneter, må ikke-lineære B-H-kurver brukes til permanente magneter. Denne artikkelen fokuserer på hvordan man implementerer stjernedeling og demagnetiseringssimulering av trekkmaskinen i Maxwell. Stjerner-forsegling i programvaren realiseres gjennom en ekstern krets, med den spesifikke kretskonfigurasjonen vist på figuren nedenfor. Trefasestatorviklingene til trekkmaskinen er betegnet som LPHasea/B/C i kretsen. For å simulere plutselig kortslutningsstjernen-forsegling av trefasetviklingene, er en parallell modul (sammensatt av en strømkilde og en strømstyrt bryter) koblet i serie med hver fase viklingskrets. Opprinnelig er den strømkontrollerte bryteren åpen, og den trefasede strømkilden leverer strøm til viklingene. På et angitt tidspunkt lukkes den strømstyrte bryteren, kortslutning av trefasestrømkilden og kortslutter trefasetviklingene, og går inn i kortslutningsstjernen-forseglingstilstanden.

Figur 2: Star-Sealing Circuit Design

Det målte maksimale stjerneseglende dreiemomentet til trekkmaskinen tilsvarer en hastighet på 12 o / min. Under simulering ble hastigheter parameterisert som 10 o / min, 12 o / min og 14 o / min for å samkjøre med den målte hastigheten. Når det gjelder simuleringsstoppetiden, med tanke på at svingete strømmer stabiliserer raskere i lavere hastigheter, ble bare 2-3 elektriske sykluser satt. Fra tidsdomenekurvene til resultatene kan det bedømmes at det beregnede stjerneseglende dreiemomentet og svingete strøm har stabilisert seg. Simuleringen viste at det stabile stjerneseglende dreiemomentet ved 12 o / min var den største, ved 5885,3 nm, som var 5,6% lavere enn den målte verdien. Den målte svingete strømmen var 265,8 a, og den simulerte strømmen var 251,8 a, med simuleringsverdien også 5,6% lavere enn den målte verdien, krav til oppfyllingsnøyaktighet.

Figur 3: Peak Star-Seal-dreiemoment og svingete strøm

Trekkmaskiner er sikkerhetskritisk spesialutstyr, og permanent magnetdemagnetisering er en av de viktigste faktorene som påvirker deres ytelse og pålitelighet. Irreversibel demagnetisering som overstiger standarder er ikke tillatt. I denne artikkelen brukes ANSYS Maxwell-programvare til å simulere demagnetiseringsegenskapene til permanente magneter under omvendt magnetfelt indusert av kortslutningsstrømmer i stjernforseglende tilstand. Fra den svingete nåværende trenden overstiger den nåværende toppen 1000 A i øyeblikket med stjernekrekk og stabiliserer seg etter 6 elektriske sykluser. Demagnetiseringshastigheten i Maxwell -programvaren representerer forholdet mellom restmagnetisme av permanente magneter etter eksponering for et demagnetiserende felt til sin opprinnelige restmagnetisme; En verdi på 1 indikerer ingen demagnetisering, og 0 indikerer fullstendig demagnetisering. Fra demagnetiseringskurver og konturkart er den permanente magnet -demagnetiseringshastigheten 1, uten noen demagnetisering observert, noe som bekrefter at den simulerte trekkmaskinen oppfyller pålitelighetskravene.

Figur 4: Tidsdomenekurve for svingete strøm under stjernemål med nominell hastighet

Figur 5: Demagnetiseringshastighetskurve og demagnetisering Konturkart over permanente magneter

Utdyping og syn

Gjennom både simulering og måling, kan det stjernekålende dreiemomentet til trekkmaskinen og risikoen for permanent magnetdemagnetisering styres effektivt, noe som gir sterk støtte for ytelsesoptimalisering og sikre sikker drift og levetid for trekkmaskinen. Denne artikkelen undersøker ikke bare beregningen av stjernemoment og demagnetisering i permanent magnetsynkrone trekkmaskiner, men fremmer også sterkt forbedring av heissikkerhet og ytelsesoptimalisering. Vi ser frem til å fremme teknologisk fremgang og innovative gjennombrudd på dette feltet gjennom tverrfaglig samarbeid og utveksling. Vi ber også flere forskere og utøvere om å fokusere på dette feltet, bidra med visdom og innsats for å forbedre ytelsen til permanent magnetsynkrone trekkmaskiner og sikre sikker drift av heiser.