हाई स्पीड मोटर ड्राइव प्रौद्योगिकी और इसके विकास की प्रवृत्ति

उच्च गति मोटरेंउच्च शक्ति घनत्व, छोटा आकार और वजन, और उच्च कार्य क्षमता जैसे स्पष्ट लाभों के कारण इन्हें तेजी से लोकप्रियता मिल रही है। एक कुशल और स्थिर ड्राइव सिस्टम इनकी उत्कृष्ट कार्यक्षमता का पूर्ण उपयोग करने की कुंजी है।उच्च गति मोटरयह लेख मुख्य रूप से कठिनाइयों का विश्लेषण करता है।उच्च गति मोटरयह शोधपत्र नियंत्रण रणनीति, कॉर्नर एस्टीमेशन और पावर टोपोलॉजी डिजाइन के पहलुओं से ड्राइव प्रौद्योगिकी का विश्लेषण करता है और देश-विदेश में वर्तमान शोध परिणामों का सारांश प्रस्तुत करता है। इसके बाद, यह विकास प्रवृत्ति का सारांश और पूर्वानुमान प्रस्तुत करता है।उच्च गति मोटरड्राइव तकनीक।

भाग 02 अनुसंधान सामग्री

उच्च गति मोटरेंउच्च शक्ति घनत्व, छोटा आकार और वजन, और उच्च कार्य क्षमता जैसे कई लाभ हैं। इनका व्यापक रूप से एयरोस्पेस, राष्ट्रीय रक्षा और सुरक्षा, उत्पादन और दैनिक जीवन जैसे क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है, और ये आज अनुसंधान और विकास की दिशा में एक आवश्यक विषय हैं। इलेक्ट्रिक स्पिंडल, टर्बोमशीनरी, माइक्रो गैस टर्बाइन और फ्लाईव्हील ऊर्जा भंडारण जैसे उच्च गति वाले अनुप्रयोगों में, उच्च गति वाले मोटरों के अनुप्रयोग से प्रत्यक्ष ड्राइव संरचना प्राप्त की जा सकती है, परिवर्तनीय गति उपकरणों को समाप्त किया जा सकता है, आकार, वजन और रखरखाव लागत को काफी कम किया जा सकता है, जबकि विश्वसनीयता में उल्लेखनीय सुधार होता है, और इसके अनुप्रयोग की संभावनाएं अत्यंत व्यापक हैं।उच्च गति मोटरेंआमतौर पर 10 किमी/मिनट से अधिक गति या 1 × 105 से अधिक कठिनाई मानों (गति और शक्ति के वर्गमूल का गुणनफल) को संदर्भित किया जाता है। चित्र 1 में उच्च-गति मोटरों के कुछ प्रतिनिधि प्रोटोटाइपों के प्रासंगिक डेटा की तुलना की गई है, जो घरेलू और अंतरराष्ट्रीय स्तर पर प्रदर्शित हैं। चित्र 1 में बिंदीदार रेखा 1 × 105 कठिनाई स्तर को दर्शाती है।

1、उच्च गति मोटर ड्राइव प्रौद्योगिकी में कठिनाइयाँ

1. उच्च मौलिक आवृत्तियों पर प्रणाली स्थिरता संबंधी समस्याएं

जब मोटर उच्च परिचालन मौलिक आवृत्ति अवस्था में होती है, तो एनालॉग-से-डिजिटल रूपांतरण समय, डिजिटल नियंत्रक एल्गोरिदम निष्पादन समय और इन्वर्टर स्विचिंग आवृत्ति जैसी सीमाओं के कारण, उच्च गति मोटर ड्राइव सिस्टम की वाहक आवृत्ति अपेक्षाकृत कम होती है, जिसके परिणामस्वरूप मोटर के परिचालन प्रदर्शन में उल्लेखनीय कमी आती है।

2. मूल आवृत्ति में उच्च परिशुद्धता रोटर स्थिति अनुमान की समस्या

उच्च गति संचालन के दौरान, मोटर के परिचालन प्रदर्शन के लिए रोटर की स्थिति की सटीकता अत्यंत महत्वपूर्ण है। यांत्रिक स्थिति सेंसरों की कम विश्वसनीयता, बड़े आकार और उच्च लागत के कारण, उच्च गति मोटर नियंत्रण प्रणालियों में अक्सर सेंसर रहित एल्गोरिदम का उपयोग किया जाता है। हालांकि, उच्च परिचालन मूल आवृत्ति स्थितियों में, स्थिति सेंसर रहित एल्गोरिदम का उपयोग इनवर्टर अरैखिकता, स्थानिक हार्मोनिक्स, लूप फिल्टर और प्रेरकत्व पैरामीटर विचलन जैसे गैर-आदर्श कारकों के प्रति संवेदनशील होता है, जिसके परिणामस्वरूप रोटर स्थिति अनुमान में महत्वपूर्ण त्रुटियां होती हैं।

3. उच्च गति मोटर ड्राइव सिस्टम में रिपल दमन

उच्च गति वाले मोटरों का कम इंडक्टेंस अनिवार्य रूप से उच्च धारा तरंग की समस्या को जन्म देता है। उच्च धारा तरंग के कारण होने वाली अतिरिक्त कॉपर हानि, आयरन हानि, टॉर्क तरंग और कंपन शोर उच्च गति वाले मोटर सिस्टम की हानियों को काफी बढ़ा सकते हैं, मोटर के प्रदर्शन को कम कर सकते हैं, और उच्च कंपन शोर के कारण होने वाला विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप ड्राइवर के क्षय को तेज कर सकता है। उपरोक्त समस्याएं उच्च गति वाले मोटर ड्राइव सिस्टम के प्रदर्शन को बहुत प्रभावित करती हैं, और कम हानि वाले हार्डवेयर सर्किट का अनुकूलित डिज़ाइन उच्च गति वाले मोटर ड्राइव सिस्टम के लिए महत्वपूर्ण है। संक्षेप में, उच्च गति वाले मोटर ड्राइव सिस्टम के डिज़ाइन के लिए धारा लूप युग्मन, सिस्टम विलंब, पैरामीटर त्रुटियां और धारा तरंग दमन जैसी तकनीकी कठिनाइयों सहित कई कारकों पर व्यापक विचार करना आवश्यक है। यह एक अत्यंत जटिल प्रक्रिया है जो नियंत्रण रणनीतियों, रोटर स्थिति अनुमान सटीकता और पावर टोपोलॉजी डिज़ाइन पर उच्च मांग रखती है।

2. उच्च गति मोटर ड्राइव सिस्टम के लिए नियंत्रण रणनीति

1. उच्च गति मोटर नियंत्रण प्रणाली का मॉडलिंग

उच्च गति मोटर ड्राइव प्रणालियों में उच्च परिचालन मूल आवृत्ति और निम्न वाहक आवृत्ति अनुपात की विशेषताओं के साथ-साथ मोटर युग्मन और विलंब के सिस्टम पर पड़ने वाले प्रभाव को नजरअंदाज नहीं किया जा सकता है। इसलिए, उपरोक्त दो प्रमुख कारकों को ध्यान में रखते हुए, उच्च गति मोटर ड्राइव प्रणालियों के पुनर्निर्माण का मॉडलिंग और विश्लेषण करना उच्च गति मोटरों के ड्राइविंग प्रदर्शन को और बेहतर बनाने की कुंजी है।

2. उच्च गति वाले मोटरों के लिए डीकपलिंग नियंत्रण प्रौद्योगिकी

उच्च-प्रदर्शन मोटर ड्राइव सिस्टम में सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली तकनीक FOC नियंत्रण है। उच्च परिचालन मौलिक आवृत्ति के कारण उत्पन्न गंभीर युग्मन समस्या के समाधान के लिए, वर्तमान में अनुसंधान की मुख्य दिशा डीकपलिंग नियंत्रण रणनीतियाँ हैं। वर्तमान में अध्ययन की जा रही डीकपलिंग नियंत्रण रणनीतियों को मुख्य रूप से मॉडल-आधारित डीकपलिंग नियंत्रण रणनीतियों, विक्षोभ क्षतिपूर्ति-आधारित डीकपलिंग नियंत्रण रणनीतियों और जटिल वेक्टर रेगुलेटर-आधारित डीकपलिंग नियंत्रण रणनीतियों में विभाजित किया जा सकता है। मॉडल-आधारित डीकपलिंग नियंत्रण रणनीतियों में मुख्य रूप से फीडफॉरवर्ड डीकपलिंग और फीडबैक डीकपलिंग शामिल हैं, लेकिन यह रणनीति मोटर मापदंडों के प्रति संवेदनशील है और बड़े मापदंड त्रुटियों के मामलों में सिस्टम अस्थिरता का कारण भी बन सकती है, और पूर्ण डीकपलिंग प्राप्त नहीं कर सकती है। इसकी खराब गतिशील डीकपलिंग क्षमता इसके अनुप्रयोग क्षेत्र को सीमित करती है। बाद की दो डीकपलिंग नियंत्रण रणनीतियाँ वर्तमान में अनुसंधान के प्रमुख केंद्र हैं।

3. उच्च गति मोटर प्रणालियों के लिए विलंब क्षतिपूर्ति प्रौद्योगिकी

डीकपलिंग नियंत्रण तकनीक उच्च गति मोटर ड्राइव सिस्टम की कपलिंग समस्या को प्रभावी ढंग से हल कर सकती है, लेकिन विलंब के कारण उत्पन्न विलंब लिंक अभी भी मौजूद रहता है, इसलिए सिस्टम विलंब के लिए प्रभावी सक्रिय क्षतिपूर्ति की आवश्यकता है। वर्तमान में, सिस्टम विलंब के लिए दो मुख्य सक्रिय क्षतिपूर्ति रणनीतियाँ हैं: मॉडल आधारित क्षतिपूर्ति रणनीतियाँ और मॉडल स्वतंत्र क्षतिपूर्ति रणनीतियाँ।

भाग 03 अनुसंधान निष्कर्ष

वर्तमान शोध उपलब्धियों के आधार परउच्च गति मोटरशैक्षणिक समुदाय में ड्राइव प्रौद्योगिकी और मौजूदा समस्याओं के संयोजन से, उच्च गति मोटरों के विकास और अनुसंधान की दिशा में मुख्य रूप से निम्नलिखित शामिल हैं: 1) उच्च मौलिक आवृत्ति धारा और सक्रिय क्षतिपूर्ति विलंब से संबंधित मुद्दों के सटीक पूर्वानुमान पर अनुसंधान; 3) उच्च गति मोटरों के लिए उच्च गतिशील प्रदर्शन नियंत्रण एल्गोरिदम पर अनुसंधान; 4) अल्ट्रा हाई स्पीड मोटरों के लिए कॉर्नर स्थिति और पूर्ण गति डोमेन रोटर स्थिति अनुमान मॉडल के सटीक अनुमान पर अनुसंधान; 5) उच्च गति मोटर स्थिति अनुमान मॉडल में त्रुटियों के लिए पूर्ण क्षतिपूर्ति प्रौद्योगिकी पर अनुसंधान; 6) उच्च आवृत्ति और उच्च हानि वाली उच्च गति मोटर पावर टोपोलॉजी पर अनुसंधान।