01. MTPA i MTPV
Silnik synchroniczny z magnesami trwałymi jest głównym elementem napędowym elektrowni pojazdów elektrycznych w Chinach. Powszechnie wiadomo, że przy niskich prędkościach silnik synchroniczny z magnesami trwałymi wykorzystuje sterowanie maksymalnym stosunkiem prądu do momentu obrotowego, co oznacza, że przy danym momencie obrotowym, do jego osiągnięcia wykorzystywany jest minimalny prąd syntezy, minimalizując w ten sposób straty miedzi.
Zatem przy dużych prędkościach nie możemy używać krzywych MTPA do sterowania. Musimy użyć MTPV, czyli maksymalnego stosunku momentu obrotowego do napięcia. Oznacza to, że przy określonej prędkości wyjściowej silnika należy uzyskać maksymalny moment obrotowy. Zgodnie z koncepcją rzeczywistego sterowania, biorąc pod uwagę moment obrotowy, można osiągnąć maksymalną prędkość, regulując iq i id. Gdzie zatem odbija się napięcie? Ponieważ jest to prędkość maksymalna, okrąg graniczny napięcia jest stały. Tylko poprzez znalezienie punktu maksymalnej mocy na tym okręgu granicznym można znaleźć punkt maksymalnego momentu obrotowego, który różni się od MTPA.
02. Warunki jazdy
Zwykle przy prędkości punktu zwrotnego (znanej również jako prędkość bazowa) pole magnetyczne zaczyna słabnąć, co odpowiada punktowi A1 na poniższym rysunku. Dlatego w tym punkcie odwrotna siła elektromotoryczna będzie stosunkowo duża. Jeśli pole magnetyczne nie jest w tym momencie słabe, zakładając, że wózek jest zmuszony do zwiększenia prędkości, spowoduje to, że iq będzie ujemne, uniemożliwiając wytworzenie momentu obrotowego i zmuszając do przejścia w stan generowania mocy. Oczywiście, tego punktu nie można znaleźć na tym wykresie, ponieważ elipsa się kurczy i nie może pozostać w punkcie A1. Możemy jedynie zmniejszyć iq wzdłuż elipsy, zwiększyć id i zbliżyć się do punktu A2.
03. Warunki wytwarzania energii
Dlaczego wytwarzanie energii elektrycznej wymaga również słabego magnetyzmu? Czy nie należy stosować silnego magnetyzmu do generowania stosunkowo dużej wartości IQ podczas wytwarzania energii elektrycznej przy dużych prędkościach? Nie jest to możliwe, ponieważ przy dużych prędkościach, bez słabego pola magnetycznego, siła elektromotoryczna zwrotna, siła elektromotoryczna transformatora i siła elektromotoryczna impedancji mogą być bardzo duże, znacznie przekraczając napięcie zasilania, co może mieć tragiczne konsekwencje. Taka sytuacja to niekontrolowane wytwarzanie energii elektrycznej metodą prostowania SPO! Dlatego w przypadku wytwarzania energii przy dużych prędkościach konieczne jest również zastosowanie słabego magnetyzmu, aby zapewnić sterowalność generowanego napięcia falownika.
Możemy to przeanalizować. Zakładając, że hamowanie rozpoczyna się w punkcie pracy przy dużej prędkości B2, czyli w hamowaniu ze sprzężeniem zwrotnym, a prędkość maleje, nie ma potrzeby stosowania słabego magnetyzmu. Ostatecznie, w punkcie B1, iq i id mogą pozostać stałe. Jednak wraz ze spadkiem prędkości, ujemne iq generowane przez odwrotną siłę elektromotoryczną będzie coraz mniej wystarczające. W tym momencie konieczna jest kompensacja mocy, aby rozpocząć hamowanie z poborem energii.
04. Wnioski
Na początku nauki silników elektrycznych łatwo jest znaleźć się w sytuacji, w której występują dwie sytuacje: napędzanie i wytwarzanie energii elektrycznej. W rzeczywistości powinniśmy najpierw wyryć w mózgu okręgi MTPA i MTPV i uświadomić sobie, że iq i id są w tym momencie wartościami absolutnymi, uzyskanymi poprzez uwzględnienie odwrotnej siły elektromotorycznej.
Zatem, jeśli chodzi o to, czy iq i id są generowane głównie przez źródło zasilania, czy przez odwrotną siłę elektromotoryczną, to od falownika zależy, czy uda się osiągnąć regulację. Iq i id również mają ograniczenia, a regulacja nie może przekroczyć dwóch obwodów. Przekroczenie obwodu granicznego prądu spowoduje uszkodzenie tranzystora IGBT; przekroczenie obwodu granicznego napięcia spowoduje uszkodzenie zasilacza.
W procesie regulacji kluczowe znaczenie mają docelowe iloczyny iloczynu (IQ) i iloczynu (ID), a także rzeczywiste iloczyny iloczynu (IQ) i iloczynu (ID). Dlatego w inżynierii stosuje się metody kalibracji, aby skalibrować odpowiedni współczynnik alokacji iloczynu (ID) dla różnych prędkości i docelowych momentów obrotowych, w celu uzyskania najlepszej wydajności. Widać, że po przeprowadzeniu analizy, ostateczna decyzja nadal zależy od kalibracji inżynierskiej.
Czas publikacji: 11 grudnia 2023 r.
