Silnik prądu stałego serii ASLONG 37: Problem i rozwiązanie

I. Identyfikacja problemu

II. Analiza problemu

1. Stabilność przy niskich prędkościach: Precyzja sterowania silnika jest niewystarczająca, zwłaszcza podczas adaptacji do wahań obciążenia. To, w połączeniu z nieoptymalnym dopasowaniem elementów mechanicznych przekładni, skutkuje wahaniami prędkości, a nawet zatrzymywaniem się przy niskich prędkościach, wpływając tym samym na precyzję działania sprzętu.
2. Hałas: Hałas pochodzi głównie ze źródeł elektromagnetycznych i wibracji mechanicznych. Hałas elektromagnetyczny ma tendencję do bycia bardziej wyraźnym w warunkach dużego obciążenia lub dużej prędkości, podczas gdy wibracje mechaniczne są często związane z takimi czynnikami, jak precyzja montażu, jakość łożysk i wyważenie wirnika.
3. Niewystarczający moment obrotowy w warunkach wysokiej temperatury: Podczas pracy w środowiskach o wysokiej temperaturze silnik doświadcza zwiększonego wewnętrznego oporu uzwojenia i pogorszenia parametrów magnetycznych, co prowadzi do niewystarczającego momentu obrotowego i potencjalnego zakłócenia normalnej pracy sprzętu.

III. Rozwiązania

1. Optymalizacja algorytmów sterowania: Zaawansowane algorytmy sterowania wektorowego są stosowane w celu zwiększenia precyzji sterowania i wydajności reakcji dynamicznej silnika podczas pracy z niską prędkością. Umożliwia to stabilne generowanie prędkości przy niskich prędkościach oraz redukuje wahania i zatrzymywanie się. Dodatkowo, udoskonalono metodę strojenia parametrów dla systemu sterowania, aby lepiej dostosować się do zmian obciążenia.
2. Ulepszenie konstrukcji mechanicznej: Zwiększono precyzję montażu silnika, wybrano wysokiej jakości łożyska i wdrożono dynamiczne wyważanie wirnika. Środki te skutecznie redukują wibracje mechaniczne i generowanie hałasu. Zoptymalizowano również konstrukcje stojana i wirnika, aby zminimalizować nierówności szczeliny powietrznej i obniżyć hałas elektromagnetyczny.
3. Poprawa wydajności w wysokich temperaturach: Zastosowano materiały o lepszych właściwościach magnetycznych i izolacyjnych w wysokich temperaturach, aby poprawić stabilność parametrów magnetycznych i izolacyjnych silnika w warunkach wysokiej temperatury. Zoptymalizowano konstrukcję chłodzenia silnika poprzez zwiększenie powierzchni radiatora i ulepszenie kanałów chłodzenia, co zmniejsza temperaturę uzwojenia i łagodzi wpływ wzrostu rezystancji na moment obrotowy.

IV. Wyniki wdrożenia i weryfikacja

1. Poprawa stabilności przy niskich prędkościach: Po zoptymalizowaniu algorytmów sterowania, zakres wahań prędkości silnika podczas pracy z niską prędkością został zredukowany do ±1%, co znacznie zwiększa precyzję działania sprzętu.
2. Redukcja hałasu: Połączenie środków optymalizacji elektromagnetycznej i mechanicznej doprowadziło do redukcji hałasu silnika o około 3-5 dB w warunkach dużego obciążenia i dużej prędkości, tworząc cichsze środowisko pracy dla sprzętu.
3. Poprawa wydajności w wysokich temperaturach: Zastosowanie materiałów o lepszej wydajności w wysokich temperaturach i ulepszenia w konstrukcji chłodzenia zwiększyły zdolność silnika do generowania momentu obrotowego w warunkach wysokiej temperatury o około 15% - 20%, zapewniając stabilną pracę sprzętu nawet w środowiskach o wysokiej temperaturze.

V. Wnioski i perspektywy