Penelitian tentang perhitungan penyegelan bintang dan penerapan mesin traksi sinkron magnet permanen

Latar belakang

Motor sinkron magnet permanen (PMSM) banyak digunakan dalam industri modern dan kehidupan sehari -hari karena keunggulan mereka dari efisiensi tinggi, penghematan energi, dan keandalan, menjadikannya peralatan listrik yang disukai di berbagai bidang. Mesin traksi sinkron magnet permanen, melalui teknologi kontrol canggih, tidak hanya memberikan gerakan pengangkatan yang lancar tetapi juga mencapai posisi yang tepat dan perlindungan keselamatan mobil lift. Dengan kinerja mereka yang luar biasa, mereka telah menjadi komponen utama dalam banyak sistem lift. Namun, dengan pengembangan teknologi lift yang berkelanjutan, persyaratan kinerja untuk mesin traksi sinkron magnet permanen meningkat, terutama penerapan teknologi "penyegelan bintang", yang telah menjadi hotspot penelitian.

Masalah penelitian dan signifikansi

Evaluasi tradisional torsi penyegelan bintang dalam mesin traksi sinkron magnet permanen bergantung pada perhitungan teoretis dan derivasi dari data yang diukur, yang berjuang untuk menjelaskan proses yang sangat transien dari penyegelan bintang dan nonlinier bidang elektromagnetik, yang menghasilkan efisiensi dan akurasi rendah. Arus besar sesaat selama penyegel bintang menimbulkan risiko demagnetisasi magnet permanen yang tidak dapat diubah, yang juga sulit dievaluasi. Dengan pengembangan perangkat lunak Finite Element Analysis (FEA), masalah ini telah diatasi. Saat ini, perhitungan teoritis lebih banyak digunakan untuk memandu desain, dan menggabungkannya dengan analisis perangkat lunak memungkinkan analisis torsi penyegelan bintang yang lebih cepat dan lebih akurat. Makalah ini mengambil mesin traksi sinkron magnet permanen sebagai contoh untuk melakukan analisis elemen hingga dari kondisi operasi penyegelan bintang. Studi -studi ini tidak hanya membantu memperkaya sistem teoritis mesin traksi sinkron magnet permanen tetapi juga memberikan dukungan yang kuat untuk meningkatkan kinerja keselamatan lift dan mengoptimalkan kinerja.

Penerapan analisis elemen hingga dalam perhitungan penyegel bintang

Untuk memverifikasi keakuratan hasil simulasi, mesin traksi dengan data uji yang ada dipilih, dengan kecepatan pengenal 159 rpm. Torsi penyegelan bintang yang diukur dan arus belitan pada kecepatan yang berbeda adalah sebagai berikut. Torsi penyegelan bintang mencapai maksimum pada 12 rpm.

Gambar 1: Data yang diukur dari penyegel bintang

Selanjutnya, analisis elemen hingga mesin traksi ini dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak Maxwell. Pertama, model geometris mesin traksi ditetapkan, dan sifat material yang sesuai dan kondisi batas ditetapkan. Kemudian, dengan memecahkan persamaan medan elektromagnetik, kurva arus domain waktu, kurva torsi, dan keadaan demagnetisasi magnet permanen pada waktu yang berbeda diperoleh. Konsistensi antara hasil simulasi dan data yang diukur diverifikasi.

Pembentukan model elemen hingga mesin traksi merupakan hal mendasar untuk analisis elektromagnetik dan tidak akan dielaborasi di sini. Ditekankan bahwa pengaturan material motor harus sesuai dengan penggunaan aktual; Mempertimbangkan analisis demagnetisasi selanjutnya dari magnet permanen, kurva B-H nonlinier harus digunakan untuk magnet permanen. Makalah ini berfokus pada cara menerapkan simulasi penyegelan bintang dan demagnetisasi dari mesin traksi di Maxwell. Penutup bintang dalam perangkat lunak direalisasikan melalui sirkuit eksternal, dengan konfigurasi sirkuit spesifik yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Gulungan stator tiga fase dari mesin traksi dilambangkan sebagai lphasea/b/c di sirkuit. Untuk mensimulasikan penyegelan bintang sirkuit pendek yang tiba-tiba dari gulungan tiga fase, modul paralel (terdiri dari sumber arus dan sakelar yang dikendalikan arus) dihubungkan secara seri dengan setiap sirkuit belitan fase. Awalnya, sakelar yang dikendalikan arus terbuka, dan sumber arus tiga fase memasok daya ke belitan. Pada waktu yang ditentukan, sakelar yang dikendalikan arus ditutup, sirkit pendek sumber arus tiga fase dan korslet belitan tiga fase, memasuki keadaan penyegelan bintang sirkuit pendek.

Gambar 2: Desain Sirkuit Penegakan Bintang

Torsi penyegelan bintang maksimum yang diukur dari mesin traksi sesuai dengan kecepatan 12 rpm. Selama simulasi, kecepatan diparameterisasi sebagai 10 rpm, 12 rpm, dan 14 rpm untuk menyelaraskan dengan kecepatan yang diukur. Mengenai waktu berhenti simulasi, mengingat arus yang berliku menstabilkan lebih cepat pada kecepatan yang lebih rendah, hanya 2-3 siklus listrik yang ditetapkan. Dari kurva waktu-domain hasil, dapat dinilai bahwa torsi penyegelan bintang yang dihitung dan arus berliku telah stabil. Simulasi menunjukkan bahwa torsi penyegelan bintang steady-state pada 12 rpm adalah yang terbesar, pada 5885,3 nm, yang 5,6% lebih rendah dari nilai yang diukur. Arus belitan yang diukur adalah 265,8 A, dan arus yang disimulasikan adalah 251,8 A, dengan nilai simulasi juga 5,6% lebih rendah dari nilai yang diukur, persyaratan akurasi desain.

Gambar 3: Torsi penyegel bintang puncak dan arus belitan

Mesin traksi adalah peralatan khusus yang kritis terhadap keselamatan, dan demagnetisasi magnet permanen adalah salah satu faktor kunci yang mempengaruhi kinerja dan keandalannya. Demagnetisasi yang tidak dapat diubah standar melebihi standar tidak diizinkan. Dalam makalah ini, perangkat lunak ANSYS Maxwell digunakan untuk mensimulasikan karakteristik demagnetisasi magnet permanen di bawah medan magnet terbalik yang diinduksi oleh arus sirkuit pendek dalam keadaan penyegelan bintang. Dari tren arus berliku, puncak saat ini melebihi 1000 A pada saat penyegelan bintang dan stabil setelah 6 siklus listrik. Tingkat demagnetisasi dalam perangkat lunak Maxwell mewakili rasio magnet residual magnet permanen setelah terpapar medan demagnetisasi terhadap magnet residual aslinya; Nilai 1 menunjukkan tidak ada demagnetisasi, dan 0 menunjukkan demagnetisasi lengkap. Dari kurva demagnetisasi dan peta kontur, laju demagnetisasi magnet permanen adalah 1, tanpa demagnetisasi diamati, mengkonfirmasi bahwa mesin traksi yang disimulasikan memenuhi persyaratan keandalan.

Gambar 4: Kurva domain waktu dari arus belitan di bawah penyegel bintang dengan kecepatan pengenal

Gambar 5: Kurva laju demagnetisasi dan peta kontur demagnetisasi magnet permanen

Memperdalam dan pandangan

Melalui simulasi dan pengukuran, torsi penyegelan bintang dari mesin traksi dan risiko demagnetisasi magnet permanen dapat dikontrol secara efektif, memberikan dukungan yang kuat untuk optimasi kinerja dan memastikan operasi yang aman dan umur panjang mesin traksi. Makalah ini tidak hanya mengeksplorasi perhitungan torsi penyegelan bintang dan demagnetisasi dalam mesin traksi sinkron magnet permanen tetapi juga sangat mempromosikan peningkatan keamanan lift dan optimasi kinerja. Kami berharap dapat memajukan kemajuan teknologi dan terobosan inovatif di bidang ini melalui kerja sama dan pertukaran interdisipliner. Kami juga meminta lebih banyak peneliti dan praktisi untuk fokus pada bidang ini, berkontribusi kebijaksanaan dan upaya untuk meningkatkan kinerja mesin traksi sinkron magnet permanen dan memastikan pengoperasian lift yang aman.