تحقیقات در مورد محاسبه نمایش ستاره و کاربرد دستگاههای کشش همزمان آهنربای دائمی

پیشینه

موتورهای هماهنگ مگنت دائمی (PMSMS) به دلیل مزایای بهره وری بالا ، صرفه جویی در مصرف انرژی و قابلیت اطمینان ، به طور گسترده در صنعت مدرن و زندگی روزمره مورد استفاده قرار می گیرند و آنها را به تجهیزات قدرت ترجیحی در زمینه های متعددی تبدیل می کنند. دستگاه های کشش همزمان آهنربا دائمی ، از طریق فن آوری های کنترل پیشرفته ، نه تنها حرکت بلند کردن صاف را فراهم می کنند بلکه به موقعیت یابی دقیق و محافظت از ایمنی ماشین آسانسور نیز می رسند. آنها با عملکرد عالی خود در بسیاری از سیستم های آسانسور به مؤلفه های اصلی تبدیل شده اند. با این حال ، با توسعه مداوم فناوری آسانسور ، نیازهای عملکردی برای دستگاه های کشش همزمان آهنربا دائمی در حال افزایش است ، به ویژه کاربرد فن آوری "نمایش ستاره" ، که به یک کانون تحقیقاتی تبدیل شده است.

موضوعات تحقیق و اهمیت

ارزیابی سنتی گشتاور در حال کشش ستاره در دستگاه های کشش همزمان آهنربای دائمی به محاسبات نظری و مشتق از داده های اندازه گیری متکی است ، که در تلاش هستند تا فرآیندهای فوق العاده ترانزیت نمایش ستاره و غیرخطی بودن زمینه های الکترومغناطیسی را به خود اختصاص دهند و در نتیجه راندمان و دقت کم داشته باشند. جریان بزرگ آنی در هنگام قرار دادن ستاره ، خطر ابتلا به عواملی غیر قابل برگشت آهنرباهای دائمی را ایجاد می کند ، که ارزیابی آن نیز دشوار است. با توسعه نرم افزار تجزیه و تحلیل عناصر محدود (FEA) ، به این موضوعات پرداخته شده است. در حال حاضر ، از محاسبات نظری برای هدایت طراحی بیشتر استفاده می شود و ترکیب آنها با تجزیه و تحلیل نرم افزار ، تجزیه و تحلیل سریعتر و دقیق تر از گشتاور نمایش ستاره را امکان پذیر می کند. در این مقاله یک دستگاه کشش همزمان آهنربای دائمی به عنوان نمونه ای برای انجام تجزیه و تحلیل عناصر محدود از شرایط عملیاتی نمایش ستاره ای آن وجود دارد. این مطالعات نه تنها به غنی سازی سیستم نظری دستگاه های کششی همزمان آهنربای دائمی کمک می کند بلکه پشتیبانی شدیدی را برای بهبود عملکرد ایمنی آسانسور و بهینه سازی عملکرد ارائه می دهد.

استفاده از تجزیه و تحلیل عناصر محدود در محاسبات نمایش ستاره

برای تأیید صحت نتایج شبیه سازی ، یک دستگاه کشش با داده های تست موجود انتخاب شد ، با سرعت امتیاز 159 دور در دقیقه. گشتاور کشویی ستاره ای با حالت پایدار و جریان سیم پیچ با سرعت های مختلف به شرح زیر است. گشتاور نمایشگر ستاره در 12 دور در دقیقه به حداکثر خود می رسد.

شکل 1: داده های اندازه گیری شده از نمایش ستاره

در مرحله بعد ، تجزیه و تحلیل عناصر محدود از این دستگاه کشش با استفاده از نرم افزار Maxwell انجام شد. اول ، مدل هندسی دستگاه کشش ایجاد شد و خصوصیات مواد مربوطه و شرایط مرزی تنظیم شد. سپس ، با حل معادلات میدان الکترومغناطیسی ، منحنی های جریان دامنه زمان ، منحنی های گشتاور و حالت های دفع آهنربای دائمی در زمان های مختلف به دست آمد. قوام بین نتایج شبیه سازی و داده های اندازه گیری تأیید شد.

تأسیس مدل عنصر محدود دستگاه کشش برای تجزیه و تحلیل الکترومغناطیسی اساسی است و در اینجا توضیح داده نمی شود. تأکید می شود که تنظیمات مادی موتور باید مطابق با استفاده واقعی باشد. با توجه به تجزیه و تحلیل دفع دفع آهنربای دائمی ، منحنی های B-H غیرخطی برای آهنرباهای دائمی استفاده می شود. در این مقاله به نحوه اجرای شبیه سازی نمایشی ستاره و عواملی در دستگاه کشش در ماکسول می پردازد. نمایش ستاره در نرم افزار از طریق یک مدار خارجی تحقق می یابد ، با پیکربندی مدار خاص که در شکل زیر نشان داده شده است. سیم پیچ های سه فاز دستگاه کشش به عنوان Lphasea/B/C در مدار مشخص می شوند. برای شبیه سازی ناگهانی نمایش ستاره کوتاه سیم پیچ از سیم پیچ های سه فاز ، یک ماژول موازی (متشکل از یک منبع فعلی و یک سوئیچ کنترل شده جریان) به صورت سری با هر مدار سیم پیچ فاز متصل می شود. در ابتدا ، سوئیچ کنترل شده جریان باز است و منبع جریان سه فاز قدرت سیم پیچ ها را تأمین می کند. در یک زمان مشخص ، سوئیچ کنترل شده در حال بسته شدن ، اتصال کوتاه منبع جریان سه فاز و کوتاه کردن سیم پیچ های سه فاز ، وارد شدن به حالت نمایش ستاره کوتاه است.

شکل 2: طراحی مدار در حال نمایش ستاره

حداکثر گشتاور کاهش ستاره دستگاه کشش با سرعت 12 دور در دقیقه مطابقت دارد. در طول شبیه سازی ، سرعت به عنوان 10 دور در دقیقه ، 12 دور در دقیقه و 14 دور در دقیقه پارامتر شد تا با سرعت اندازه گیری تراز شود. با توجه به زمان توقف شبیه سازی ، با توجه به اینکه جریان های سیم پیچ با سرعت کمتری تثبیت می شوند ، فقط 2-3 چرخه الکتریکی تنظیم شد. از منحنی های دامنه زمان نتایج ، می توان قضاوت کرد که گشتاور محاسبه شده ستاره و جریان سیم پیچ تثبیت شده است. این شبیه سازی نشان داد که گشتاور کشویی ستاره پایدار در 12 دور در دقیقه بزرگترین ، در 5885.3 نانومتر بود که 5.6 ٪ پایین تر از مقدار اندازه گیری شده بود. جریان سیم پیچ اندازه گیری شده 265.8 A و جریان شبیه سازی شده 251.8 A بود ، با مقدار شبیه سازی نیز 5.6 ٪ پایین تر از مقدار اندازه گیری شده ، نیاز به دقت طراحی.

شکل 3: گشتاور اوج ستاره و جریان سیم پیچ

دستگاه های کشش تجهیزات ویژه ای با ایمنی هستند و عواملی دمی از آهنربای دائمی یکی از عوامل اصلی مؤثر بر عملکرد و قابلیت اطمینان آنها است. عواملی غیر قابل برگشت بیش از استانداردها مجاز نیست. در این مقاله ، از نرم افزار ANSYS Maxwell برای شبیه سازی ویژگی های دفع آهنربای دائمی در زمینه های مغناطیسی معکوس ناشی از جریانهای اتصال کوتاه در حالت نمایش ستاره استفاده می شود. از روند جریان سیم پیچ ، اوج فعلی در لحظه قرار دادن ستاره از 1000 A بیشتر است و پس از 6 چرخه الکتریکی تثبیت می شود. میزان عوامفریناسیون در نرم افزار Maxwell نشان دهنده نسبت مغناطیس باقیمانده آهنرباهای دائمی پس از قرار گرفتن در معرض یک میدان عوامفرینگ به مغناطیس باقیمانده اصلی آنها است. مقدار 1 نشانگر عواملی نیست ، و 0 نشانگر عواملی کامل است. از منحنی های عوامفراع سازی و نقشه های کانتور ، میزان عوام دفع فاجعه آهنربا 1 است که هیچ فاجعه ای مشاهده نمی شود ، تأیید می کند که دستگاه کشش شبیه سازی شده نیازهای قابلیت اطمینان را برآورده می کند.

شکل 4: منحنی دامنه زمان جریان سیم پیچ در زیر نمایش ستاره با سرعت دارای امتیاز

شکل 5: منحنی نرخ عوامفراع سازی و نقشه کانتور عوام دفع آهنربای دائمی

تعمیق و چشم انداز

از طریق هر دو شبیه سازی و اندازه گیری ، گشتاور نمایش ستاره ای از دستگاه کشش و خطر ابتلا به عوامفریناتی زدایی مگنت دائمی می تواند به طور موثری کنترل شود و پشتیبانی قوی برای بهینه سازی عملکرد و اطمینان از عملکرد ایمن و ماندگاری دستگاه کشش فراهم می کند. در این مقاله نه تنها به بررسی محاسبه گشتاور و عواملی در حال نمایش ستاره در دستگاه های کشش همزمان آهنربای دائمی می پردازد بلکه به شدت باعث بهبود ایمنی آسانسور و بهینه سازی عملکرد می شود. ما مشتاقانه منتظر پیشبرد پیشرفت فناوری و پیشرفت های نوآورانه در این زمینه از طریق همکاری و مبادلات بین رشته ای هستیم. ما همچنین از محققان و پزشکان بیشتری می خواهیم که روی این زمینه تمرکز کنند ، به خرد و تلاش برای تقویت عملکرد ماشینهای کشش همزمان مگنت دائمی و اطمینان از عملکرد ایمن آسانسورها کمک می کنند.