01. MTPA и MTPV
Синхронный двигатель с постоянными магнитами является основным приводным устройством силовых установок электромобилей в Китае. Хорошо известно, что на низких скоростях в синхронном двигателе с постоянными магнитами используется управление с максимальным коэффициентом преобразования тока и крутящего момента, что означает, что для достижения заданного крутящего момента используется минимальный синтезированный ток, тем самым минимизируя потери в меди.
Таким образом, на высоких скоростях мы не можем использовать кривые MTPA для управления, нам необходимо использовать MTPV, то есть отношение максимального крутящего момента к напряжению, для управления. Иными словами, при определенной скорости необходимо обеспечить максимальный крутящий момент на выходе двигателя. Согласно концепции реального управления, при заданном крутящем моменте максимальная скорость может быть достигнута путем регулирования iq и id. Где же отражается напряжение? Поскольку это максимальная скорость, круг ограничения напряжения фиксирован. Только найдя точку максимальной мощности на этом круге ограничения, можно найти точку максимального крутящего момента, что отличается от MTPA.
02. Условия движения
Обычно в точке перегиба (также известной как базовая скорость) магнитное поле начинает ослабевать, что соответствует точке А1 на следующем рисунке. Следовательно, в этой точке обратная электродвижущая сила будет относительно велика. Если магнитное поле в это время не ослаблено, предположим, что тележка вынуждена увеличивать скорость, это приведет к тому, что iq станет отрицательным, что сделает невозможным создание крутящего момента вперед, и тележка будет вынуждена перейти в режим генерации энергии. Конечно, эта точка не может быть найдена на данном графике, поскольку эллипс сужается и не может оставаться в точке А1. Мы можем только уменьшать iq вдоль эллипса, увеличивать id и приближаться к точке А2.
03. Условия выработки электроэнергии
Почему для выработки электроэнергии также требуется слабый магнетизм? Разве для генерации относительно большого iq при высокоскоростной выработке электроэнергии не следует использовать сильный магнетизм? Это невозможно, потому что при высоких скоростях, если нет слабого магнитного поля, обратная ЭДС, ЭДС трансформатора и ЭДС импеданса могут быть очень большими, намного превышая напряжение источника питания, что приводит к ужасным последствиям. Такая ситуация представляет собой неконтролируемую выпрямляющую выработку электроэнергии! Поэтому при высокоскоростной выработке электроэнергии необходимо также использовать слабый магнетизм, чтобы генерируемое напряжение инвертора было контролируемым.
Мы можем это проанализировать. Предполагая, что торможение начинается в точке B2, работающей на высоких скоростях, то есть происходит торможение с обратной связью, и скорость уменьшается, нет необходимости в слабом магнетизме. Наконец, в точке B1 iq и id могут оставаться постоянными. Однако, по мере уменьшения скорости, отрицательное значение iq, создаваемое обратной электродвижущей силой, будет становиться все менее и менее достаточным. В этот момент необходима компенсация мощности для перехода к энергосберегающему торможению.
04. Заключение
В начале изучения электродвигателей легко оказаться в окружении двух ситуаций: привода и выработки электроэнергии. На самом деле, сначала следует закрепить в памяти круги MTPA и MTPV и осознать, что IQ и ID в этот момент являются абсолютными и определяются с учетом обратной электродвижущей силы.
Таким образом, вопрос о том, генерируются ли iq и id преимущественно источником питания или обратной электродвижущей силой, зависит от инвертора, обеспечивающего регулирование. iq и id также имеют ограничения, и регулирование не может превышать двух циклов. Если превышен цикл ограничения тока, IGBT будет поврежден; если превышен цикл ограничения напряжения, источник питания будет поврежден.
В процессе настройки решающее значение имеют как целевые значения iq и id, так и фактические значения iq и id. Поэтому в инженерной практике используются методы калибровки для определения соответствующего соотношения распределения iq и id при различных скоростях и целевых крутящих моментах с целью достижения максимальной эффективности. Как видно, после всех этих обсуждений окончательное решение все еще зависит от инженерной калибровки.
Дата публикации: 11 декабря 2023 г.
