Taighde ar ríomh réalta-ró-shéalaithe agus cur i bhfeidhm meaisíní tarraingthe maighnéad buan sioncronach

Cúlra

Baintear úsáid fhorleathan as mótair shioncronacha mhaighnéadacha (PMSManna) i dtionscal nua -aimseartha agus sa saol laethúil mar gheall ar a gcuid buntáistí a bhaineann le héifeachtúlacht ard, coigilt fuinnimh agus iontaofacht, rud a fhágann gurb iad an trealamh cumhachta is fearr iad i go leor réimsí. Ní hamháin go soláthraíonn meaisíní tarraingthe sioncronacha buana, trí theicneolaíochtaí ardrialaithe, tairiscint ardaithe réidh ach go mbaintear amach suíomh beacht agus cosaint sábháilteachta an chairr ardaitheora. Agus a bhfeidhmíocht den scoth acu, tá siad ina bpríomh -chomhpháirteanna i go leor córas ardaitheora. Mar sin féin, le forbairt leanúnach na teicneolaíochta ardaitheora, tá na riachtanais feidhmíochta do mheaisíní buana maighnéad sioncronach ag dul i méid, go háirithe an teicneolaíocht "réalta-séalaithe" a chur i bhfeidhm, rud a tháinig chun bheith ina áit taighde.

Saincheisteanna taighde agus tábhacht

Braitheann meastóireacht thraidisiúnta ar chasmhóimint réalta-rónta i meaisíní tarraingthe sioncronacha maighnéad buan ar ríomhaireachtaí teoiriciúla agus ar dhíorthú ó shonraí tomhaiste, a bhíonn ag streachailt chun cuntas a thabhairt ar na próisis thar a bheith tras-ró-shéalaithe agus neamhréireacht na réimsí leictreamaighnéadacha, as a dtagann éifeachtúlacht íseal agus cruinneas. Is é an baol go dtarlóidh an sruth mór mheandarach le linn séalaithe réalta ná go dtarlaíonn dí-chomhdhlúthú dochúlaithe ar mhaighnéid bhuana, rud atá deacair a mheas freisin. Le forbairt bogearraí anailíse eilimintí críochta (FEA), tugadh aghaidh ar na saincheisteanna seo. Faoi láthair, úsáidtear ríomhaireachtaí teoiriciúla níos mó chun dearadh a threorú, agus is féidir anailís níos tapúla agus níos cruinne a dhéanamh ar chasmhóimint réalta-séalaithe a chomhcheangal le hanailís bhogearraí. Tógann an páipéar seo meaisín tarraingthe sioncronach buan mar shampla chun anailís eilimint chríochta a dhéanamh ar a choinníollacha oibriúcháin réalta-rónta. Ní hamháin go gcabhraíonn na staidéir seo leis an gcóras teoiriciúil a bhaineann le meaisíní tarraingthe sioncronacha buana maighnéad a shaibhriú ach cuireann siad tacaíocht láidir ar fáil freisin chun feidhmíocht sábháilteachta ardaitheora a fheabhsú agus feidhmíocht a bharrfheabhsú.

Anailís ar eilimintí críochta a chur i bhfeidhm i ríomhanna réalta-rónta

Chun cruinneas na dtorthaí insamhalta a fhíorú, roghnaíodh meaisín tarraingthe le sonraí tástála reatha, le luas rátáilte de 159 rpm. Is iad seo a leanas an chasmhóiminte séalaithe seasta seasta agus an sruth foirceanta ag luasanna difriúla. Sroicheann an chasmhóimint réalta-rónta a huasmhéid ag 12 rpm.

Figiúr 1: Sonraí tomhaiste de shéalú réalta

Ansin, rinneadh anailís eilimint chríochta ar an meaisín tarraingthe seo ag úsáid bogearraí Maxwell. Ar an gcéad dul síos, bunaíodh an tsamhail gheoiméadrach den mheaisín tarraingthe, agus socraíodh airíonna ábhartha comhfhreagracha agus coinníollacha teorann. Ansin, trí chothromóidí allamuigh leictreamaighnéadacha a réiteach, fuarthas na cuair reatha, na cuair chasmhóiminte, agus na stáit de na maighnéid bhuana ag amanna éagsúla. Deimhníodh an chomhsheasmhacht idir torthaí insamhalta agus sonraí tomhaiste.

Tá bunú na samhla eilimint críochta den mheaisín tarraingthe bunúsach d'anailís leictreamaighnéadach agus ní dhéanfar é a mhionsaothrú anseo. Leagtar béim air go gcaithfidh socruithe ábhair an mhótair cloí le húsáid iarbhír; Ag smaoineamh ar anailís dhé-ghlactha ina dhiaidh sin ar mhaighnéid bhuana, ní mór cuair neamhlíneach B-H a úsáid le haghaidh maighnéid bhuana. Díríonn an páipéar seo ar an dóigh le hinsamhlú réalta-ró-shéalaithe agus demagnetization a chur i bhfeidhm ar an meaisín tarraingthe i Maxwell. Baintear séalú réalta sna bogearraí amach trí chiorcad seachtrach, leis an gcumraíocht chiorcaid shonrach a thaispeántar san fhigiúr thíos. Tá foirceannadh stator trí phas an mheaisín tarraingthe mar lphasea/b/c sa chiorcad. Chun an t-ionsamhlú tobann gearr-chiorcaid a shainiú de na foirceannadh trí chéim, tá modúl comhthreomhar (atá comhdhéanta de fhoinse reatha agus lasc reatha faoi rialú) ceangailte i sraith le gach ciorcad foirceanta céime. I dtosach báire, tá an lasc reatha faoi rialú oscailte, agus soláthraíonn an fhoinse reatha trí chéim cumhacht na foirceannadh. Ag am socraithe, dúnann an lasc reatha faoi rialú, ag cur gearrthóga ar an bhfoinse reatha trí chéim agus ag an ngiorrú na foirceannadh trí chéim, ag dul isteach sa stát gearr-chiorcaid.

Figiúr 2: Dearadh ciorcaid réalta-rónta

Freagraíonn an chasmhóimint uasta-ró-shéalaithe den mheaisín tarraingthe le luas 12 rpm. Le linn insamhalta, rinneadh paraiméadrú ar luasanna mar 10 rpm, 12 rpm, agus 14 rpm chun ailíniú leis an luas tomhaiste. Maidir leis an am stad insamhalta, ag glacadh leis go gcobhsaíonn sruthanna foirceanta níos tapúla ag luasanna níos ísle, níor socraíodh ach 2-3 timthriall leictreach. Ó na cuair na dtorthaí ama, is féidir a mheas go bhfuil an chasmhóimint ríofa-shéalaithe agus an sruth foirceanta ríofa cobhsaithe. Léirigh an t-insamhalta gurbh é an chasmhóimint séalaithe seasta seasta ag 12 rpm an ceann ba mhó, ag 5885.3 nm, a bhí 5.6% níos ísle ná an luach tomhaiste. Ba é an sruth foirceanta tomhaiste ná 265.8 A, agus ba é an sruth insamhlaithe ná 251.8 a, agus an luach insamhalta 5.6% níos ísle ná an luach tomhaiste, riachtanais chruinneas dearaidh a chomhlíonadh.

Figiúr 3: buaic-chasmhóimint shéalaithe réalta agus sruth foirceanta

Is trealamh speisialta atá ríthábhachtach ó thaobh sábháilteachta de mheaisíní tarraingthe, agus is é an déimeagrú maighnéad buan ceann de na príomhfhachtóirí a théann i bhfeidhm ar a bhfeidhmíocht agus a n-iontaofacht. Ní cheadaítear an dí -chomhdhlúthú dochúlaithe nach sáraíonn na caighdeáin. Sa pháipéar seo, baintear úsáid as bogearraí ANSYS Maxwell chun tréithe déimeagrafaíochta na maighnéad buana faoi réimsí maighnéadacha droim ar ais a ionsamhlú a spreagann sruthanna gearra ciorcaid sa stát atá ag ró-shéalú. Ón treocht reatha foirceanta, tá an buaic reatha níos mó ná 1000 A i láthair na huaire de shéalú réalta agus cobhsaíonn sé tar éis 6 thimthriall leictreach. Is ionann an ráta déimeagrafaíochta i mbogearraí Maxwell agus an cóimheas idir maighnéadas iarmharach na maighnéad buana tar éis dóibh a bheith nochta do réimse dí -chomhdhlúthaithe chuig a maighnéadas iarmharach bunaidh; Léiríonn luach de 1 aon demagnetization, agus léiríonn 0 go bhfuil an dí -chomhdhlúthú iomlán. Ó na cuair déimeagrafaithe agus na léarscáileanna imlíne, is é 1 an ráta buan -mhaighnéadaithe maighnéad buan, agus ní bhreathnaítear ar dhé -déimeagrafaíocht, ag deimhniú go gcomhlíonann an meaisín tarraingthe insamhlaithe riachtanais iontaofachta.

Figiúr 4: Cuar Am-Fearann ​​an Reatha Foirceannadh faoi Staring Staring ag Luas Rátáilte

Figiúr 5: Cuar Ráta Deamagnetization agus Léarscáil Chomhrian Deamagnetization de Mhaighnéid Bhuan

Doimhniú agus Outlook

Trí insamhalta agus tomhas araon, is féidir an chasmhóimint a shéalú réalta den mheaisín tarraingthe agus an baol go dtarlódh déimeagrafaíocht mhaighnéad bhuan a rialú go héifeachtach, ag soláthar tacaíochta láidir do bharrfheabhsú feidhmíochta agus ag cinntiú oibriú sábháilte agus fad saoil an mheaisín tarraingthe. Ní hamháin go ndéanann an páipéar seo iniúchadh ar ríomh chasmhóiminte agus déimeagrafaíocht réalta-shéalaithe i meaisíní tarraingthe sioncronacha maighnéad buan ach cuireann sé go láidir chun cinn go láidir feabhas a chur ar shábháilteacht ardaitheora agus ar bharrfheabhsú feidhmíochta. Táimid ag tnúth le dul chun cinn teicneolaíochta agus cinn nuálacha a chur chun cinn sa réimse seo trí chomhoibriú agus malartuithe idirdhisciplíneacha. Iarraimid freisin ar níos mó taighdeoirí agus cleachtóirí díriú ar an réimse seo, ag cur eagna agus iarrachtaí chun feidhmíocht meaisíní buana maighnéad sioncronach a fheabhsú agus a chinntiú go n -oibreoidh siad sábháilte ardaitheoirí.