01. MTPA en MTPV
De permanentmagneet-synchrone motor is de belangrijkste aandrijfeenheid van de energiecentrales voor elektrische voertuigen in China. Het is algemeen bekend dat de permanentmagneet-synchrone motor bij lage snelheden gebruikmaakt van een maximale koppel-stroomverhoudingregeling. Dit betekent dat, gegeven een bepaald koppel, de minimaal benodigde stroom wordt gebruikt om dit te bereiken, waardoor het koperverlies wordt geminimaliseerd.
Bij hoge snelheden kunnen we dus geen MTPA-curven gebruiken voor de regeling; we moeten MTPV gebruiken, oftewel de maximale koppel-spanningsverhouding. Dat wil zeggen, bij een bepaalde snelheid moet de motor het maximale koppel leveren. Volgens het principe van daadwerkelijke regeling kan, gegeven een koppel, de maximale snelheid worden bereikt door iq en id aan te passen. Waar wordt de spanning dan weerspiegeld? Omdat dit de maximale snelheid is, is de spanningslimietcirkel vast. Alleen door het punt met het maximale vermogen op deze limietcirkel te vinden, kan het punt met het maximale koppel worden gevonden, wat anders is dan bij MTPA.
02. Rijomstandigheden
Normaal gesproken begint het magnetische veld bij het keerpunt (ook wel de basissnelheid genoemd) te verzwakken, wat punt A1 in de volgende afbeelding is. Daarom is de omgekeerde elektromotorische kracht op dit punt relatief groot. Als het magnetische veld op dit moment niet zwak is, en ervan uitgaande dat de duwkar gedwongen wordt om te versnellen, zal dit iq negatief maken, waardoor er geen voorwaarts koppel meer kan worden geleverd en de duwkar in de toestand van energieopwekking terechtkomt. Dit punt is uiteraard niet te vinden op deze grafiek, omdat de ellips kleiner wordt en niet op punt A1 kan blijven. We kunnen iq alleen langs de ellips verlagen, id verhogen en dichter bij punt A2 komen.
03. Omstandigheden voor energieopwekking.
Waarom is zwak magnetisme ook nodig voor energieopwekking? Zou sterk magnetisme niet gebruikt moeten worden om een relatief grote iq te genereren bij het opwekken van elektriciteit met hoge snelheden? Dit is niet mogelijk, omdat bij hoge snelheden, zonder zwak magnetisch veld, de omgekeerde elektromotorische kracht, de elektromotorische kracht van de transformator en de impedantie-elektromotorische kracht zeer groot kunnen worden, ver boven de voedingsspanning, met desastreuze gevolgen. Deze situatie is ongecontroleerde gelijkrichting van de SPO-stroomopwekking! Daarom moet bij energieopwekking met hoge snelheid ook zwak magnetisme worden toegepast, zodat de opgewekte omvormerspanning regelbaar blijft.
We kunnen dit analyseren. Ervan uitgaande dat het remmen begint bij het hogesnelheidsbedrijfspunt B2, wat terugkoppelingremmen is, en dat de snelheid afneemt, is er geen behoefte aan zwak magnetisme. Uiteindelijk kunnen iq en id bij punt B1 constant blijven. Naarmate de snelheid echter afneemt, zal de negatieve iq die wordt gegenereerd door de omgekeerde elektromotorische kracht steeds minder toereikend worden. Op dit punt is vermogenscompensatie nodig om over te gaan op energieverbruiksremmen.
04. Conclusie
Aan het begin van het leren over elektromotoren is het gemakkelijk om je te verliezen in twee situaties: het aandrijven en het opwekken van elektriciteit. In feite zouden we eerst de MTPA- en MTPV-cirkels in ons geheugen moeten prenten en beseffen dat de iq en id op dit moment absolute waarden zijn, verkregen door rekening te houden met de omgekeerde elektromotorische kracht.
Of iq en id nu voornamelijk door de stroombron of door de omgekeerde elektromotorische kracht worden gegenereerd, hangt af van de omvormer die de regeling realiseert. iq en id hebben echter ook beperkingen en de regeling kan niet verder gaan dan twee cycli. Als de stroomlimiet wordt overschreden, raakt de IGBT beschadigd; als de spanningslimiet wordt overschreden, raakt de voeding beschadigd.
Tijdens het afstellingsproces zijn de beoogde iq- en id-waarden, evenals de werkelijke iq- en id-waarden, cruciaal. Daarom worden in de techniek kalibratiemethoden gebruikt om de juiste verhouding tussen iq en id bij verschillende snelheden en beoogde koppels te kalibreren, teneinde de beste efficiëntie te bereiken. Het is duidelijk dat, na een reeks kalibratiestappen, de uiteindelijke beslissing nog steeds afhangt van de technische kalibratie.
Geplaatst op: 11 december 2023
