Confusión sobre la tensión nominal de un motor síncrono de imán permanente

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Confusión sobre la tensión nominal de un motor síncrono de imán permanente.

Actualmente estoy tratando de hacer un experimento de control de motor y estoy realmente confundido por un término llamado "voltaje nominal" de las especificaciones del motor.

A continuación se muestra mi esquema de simulación para el control de velocidad de un PMSM (con back-emf sinusoidal).  

Encircunstanciasexperimentales,seríaalgocomoesto.

Las salidas del inversor son Vao, Vbo y Vco. Los voltajes de línea a neutro serían VaN = (1/3) (2 * Vao-Vbo-Vco) VbN = (1/3) (2 * Vbo-Vao-Vco) VcN = (1/3) (2 * Vco-Vao-Vbo)

Y la tensión línea a línea sería Vab = Vao-Vbo Vbc = Vbo-Vco Vca = Vco-Vao

Mi pregunta es, cuando nos referimos al voltaje nominal de un PMSM. ¿Se refiere este valor al valor RMS del voltaje línea a línea, al valor RMS del voltaje línea a neutro, o simplemente al voltaje del bus de CC del inversor? Quiero aclarar esta confusión porque sé que para conducir un motor, la tensión del bus de CC para un inversor debería ser 1.414 veces más grande que la tensión de línea RMS de CA del motor.

Suponga que la tensión nominal de un PMSM es de 24V. Si esta tensión nominal significa el valor RMS de la tensión línea a línea, entonces la tensión del bus de CC (Vdc) requerida debería ser simplemente 1.414 * 24 = 34V. Si esta tensión nominal significa el valor RMS de la tensión de línea a neutro, para un PMSM trifásico, la tensión de línea a línea será 1.732 * 24 = 41.5V. Y la tensión de bus de CC requerida para el inversor será de 59V. Si esta tensión nominal se refiere a la tensión del bus de CC del inversor, entonces la tensión del bus de CC para el inversor simplemente será de 24V. Y el voltaje de línea a línea de este PMSM bajo condición nominal será 24 / 1.414 = 17V.

¿Alguien puede aclararme esto?

Gracias.

@ Bruce Abbott

Basado en la hoja de datos que proporcioné en el comentario. Escogí el número de pieza DN42040S24-026 y usé las siguientes especificaciones de motor:

Resistencia de fase del estator: 0.75ohm;
Lds & Lqs: 0,0021H; Enlace de flujo establecido por PM: 0.00477564V.s;
Inercia: 2.4e-06;
Pares de polos: 4.

No tengo idea acerca de cómo calcular el amortiguamiento viscoso según la hoja de datos, por lo que asumí que el amortiguamiento viscoso era de 0,0001N.m.s. Intenté simular el rendimiento del motor en la condición nominal en Simulink. Inicialmente suministré al motor entradas de voltaje sinusoidal trifásico de 800 / 3Hz como (llamemos a este grupo 1) Vao = 24 * 1.414 * cos [2 * pi * (800/3) * t];
Vbo = 24 * 1.414 * cos [2 * pi * (800/3) * t-2/3 * pi];
Vco = 24 * 1.414 * cos [2 * pi * (800/3) * t-4/3 * pi].

La velocidad del motor es de alrededor de -5000 rpm y tiene grandes oscilaciones de amplitud. Pero cuando cambio la tensión de alimentación a (llamemos a este grupo 2) Vao = 24 * 1.414 * cos [2 * pi * (800/3) * t];
Vbo = 24 * 1.414 * cos [2 * pi * (800/3) * t + 2/3 * pi];
Vco = 24 * 1.414 * cos [2 * pi * (800/3) * t + 4/3 * pi].

La velocidad del motor alcanza un estado estable de -4000 rpm. Estoy confundido aquí porque creo que debería tener la misma respuesta de velocidad con cualquiera de los grupos. Además, no entiendo por qué obtengo una respuesta de velocidad negativa a -4000 rpm en lugar de + 4000 rpm. Intenté cambiar las secuencias de fase del grupo 2, pero obtengo la misma respuesta de velocidad que el grupo 1: -5000 rpm con grandes oscilaciones. No sé cuál es el problema aquí. ¿Alguna sugerencia? Gracias.

    
pregunta Uponmoon

1 respuesta

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Depende de si el motor está diseñado para ser operado desde una fuente de CA o CC. Si el motor tiene una capacidad nominal de 24 V CC , entonces no se aplica rms, porque rms y la tensión máxima son las mismas para DC. Si se supone que funciona con la alimentación de CA (ya sea directamente oa través de un inversor), esa potencia de CA normalmente se medirá en rms.

Un PMSM diseñado para la operación de CC se denomina generalmente un motor DC sin escobillas (BLDC), mientras que uno diseñado para la operación de CA se describe normalmente como un motor AC sin escobillas. Pero estos términos no son exclusivos. BLDC podría referirse a cualquier motor que no tenga cepillos y se ejecute desde una fuente de CC (ya sea directamente oa través de un controlador), incluidos los motores de reluctancia variable, paso a paso y bobina de voz, mientras que la CA sin escobillas incluye inducción y motores de histéresis que no tienen imanes permanentes.

La mayoría de los motores 'BLDC' de bajo voltaje están diseñados para ser manejados con conmutación de '6 pasos', que produce una forma de onda de transmisión trapezoidal. Estos motores a menudo tienen back-emf no sinusoidal porque están diseñados para funcionar mejor con la unidad trapezoidal. Los motores sin escobillas de bajo voltaje descritos como 'PMSM' generalmente están diseñados para ser impulsados con ondas sinusoidales.

Sin embargo, ambos tipos de motor pueden ser accionados con cualquiera de las dos formas de onda, la única diferencia es que en el convertidor trapezoidal, un PMSM producirá una velocidad mayor que la nominal con un mayor rizado de torsión, mientras que en el accionamiento sinusoidal, el motor BLDC 'trapezoidal' tendrá una menor Rendimiento esperado. Por lo tanto, es posible describir el mismo motor como ambos BLDC y PMSM, e incluso calificarlo de manera diferente dependiendo de si se maneja con 'AC' (ondas sinusoidales) o 'DC '(Conmutación de 6 pasos).

    
respondido por el Bruce Abbott

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