Pwoteksyon anviwònman te toujou yon sijè de enkyetid. Pou reyalize yon lavi ki ba kabòn, gouvènman nan peyi devlope yo itilize taks ak frè pou diminye emisyon kabòn ak itilizasyon enèji. Plis pase mwatye nan elektrisite a yo itilize kondwi motè a, Se konsa, konsèpteur pa ta dwe gen yo sèvi ak kontwòl plis efikas motè ak konsepsyon.
Atik sa a pral prezante itilize nan kontwòl mayetik oryantasyon (FOC) algorithm ak batman kè frekans (PFM) kontwole motè a reyalize segondè presizyon ak efikasite segondè.
Field Oriented kontwòl (FOC) algorithm
Scalar kontwòl (oswa souvan refere kòm vòltaj / frekans kontwòl) se yon metòd kontwòl senp ki chanje koupl la ak vitès nan motè a pa chanje ekipman pou pouvwa a (vòltaj) ak frekans lan apwovizyone nan stator la. Metòd sa a se byen senp epi yo ka fè menm avèk yon mikro / 8-bit mikro. Sepandan, se desen an senp akonpaye pa dezavantaj nan pi gwo - mank nan kontwòl gaya ak serye. Metòd kontwòl sa a ase si chaj la kenbe konstan nan gwo vitès. Men, yon fwa chanjman yo chaj, sistèm lan pa ka reponn byen vit, sa ki lakòz pèt enèji.
Kontrèman, FOC bay kontwòl motè sere. Metòd sa a fèt pou kenbe aktyèl estrikti ak mayetik jaden nan yon eta orthogonal (sètadi, nan yon ang 90 degre) pou reyalize maksimòm koupl. Depi mayetik jaden ki gen rapò ak enfòmasyon yo jwenn nan sistèm lan se konstan (si yo jwenn nan encoder la oswa estime nan operasyon sensorless), li ka byen kontwole aktyèl la stator reyalize maksimòm koupl mekanik.
An jeneral, FOC se pi konplèks epi li mande pou 32-bit processeur ak akselerasyon kenkayri. Rezon ki fè la se ke metòd sa a egzije pou plizyè modil entansif plizyè, tankou transfòme Clark, transfòmatè Parker, elatriye, pou fè konvèsyon mityèl ant sistèm kowòdone ki genyen twa dimansyon oswa ekstrè relasyon ki genyen ant kou aktyèl ak mayetik.
Jan yo montre nan Figi 1, entrées yo dwe konsidere pou kontwole motè a gen ladan lòd la koupl sib, ekipman pou aktyèl, ak ang rotor. Konvèsyon an ak kalkil yo fè ki baze sou sa yo paramèt, ak valè a kondwi nouvo nan elektwonik yo pouvwa yo kalkile. Tan ki nesesè pou konplete yon sik FOC yo rele tan pou bouk la. Kòm espere, pi kout la riban tan, pi vit nan sistèm lan pral reponn. Yon sistèm rapid ki reponn a vle di ke motè a ka byen vit ajiste nan chaj la ak konpanse pou erè nan yon peryòd ki pi kout nan tan pou operasyon douser motè ak efikasite ki pi wo.
Algorithm nan FOC se tipikman aplike lè l sèvi avèk yon processeur entegre ak riban fwa ant 50us ak 100us, depann sou modèl la ak kenkayri ki disponib. Anplis de sa, lojisyèl ka itilize pou aplike FOC, men sètitid li yo pa kapab garanti. Se poutèt sa, yon gwo kantite desen konte sou Akselerasyon kenkayri FPGA pou pran avantaj detèminen ak gwo vitès nan pwosesis teknoloji sa a. Sèvi ak teknoloji ki pi avanse 28nm FPGA, tipik FOC aktyèl riban tan se 1.6us1, ki se siyifikativman pi kout pase apwòch la lojisyèl.
Depi amelyore kontwòl motè pa sèlman redwi bri, men tou, amelyore efikasite ak presizyon, pi aktyèl pasan yo kounye a aplike nan kenkayri ak yo gen tandans emigre pasan vitès ak pasan pozisyon nan enplemantasyon kenkayri. Apwòch sa a posib paske ak avansman teknoloji dijital elektwonik elektwonik, yon aparèy sèl gen ase pouvwa informatique. Tan an riban kontwòl vitès ak tan kontwòl riban kontwòl aplike pa FPGA yo se 3.6us1 ak 18us1, respektivman. Sa a se yon amelyorasyon pèfòmans enpòtan sou apwòch lojisyèl tradisyonèl paske fwa tradisyonèl riban kote yo, se tipikman nan seri a milisgond.
modulation
Modilasyon se tou yon modil kle pou amelyore efikasite enèji. Diferan modulation rapid yo ka itilize depann sou chay la, kondisyon pèfòmans ak kondisyon aplikasyon, ak rapid sa yo modulation gen yon enpak siyifikatif sou operasyon an nan sistèm nan kontwòl motè. Modulation schematic (Figi 2) analyse plizyè modulation rapid nou pral revize nan atik sa a.
Konplo a modulation ki pi fondamantal itilize yon metòd sis-etap modulation, ki reprezante sis konbinezon posib nan ponp twa-faz pouvwa (eksepte 111 ak 000 eta yo nil, nan ki tout switch yo etenn). Sa a se metòd switching reprezante kòm sis vètikal ble nan yon egzagòn. Metòd la modulation sis-etap aplike pouvwa a maksimòm nan motè a, se sa ki, vòltaj la pwodiksyon nan varyateur la ki egal a Vdc.
Malgre ke pouvwa a pwodiksyon se gwo ak aplikasyon an konsepsyon se senp, si motè a mande pou gwo presizyon ak fyabilite segondè, metòd la sis-etap modulation pa ta dwe itilize. Sa a se paske motè a kouri nan yon eta ki pa lineyè epi li bezwen "so" nan yon eta (vertex) nan yon lòt eta epi yo pa ka kouri fèt san pwoblèm.
Pou operasyon douser nan motè a, ka sinusoidal modulation ka itilize. Èske metòd la modulation sinusoidal fè kouri nan motè fèt san pwoblèm? Malgre ke metòd sa a se yon ti kras plis konplike pase metòd la modulation sis-etap, epi pa gen okenn avantaj nan efikasite, paske pwodiksyon an nan varyateur la se sèlman mwatye nan Vdc, fondamantalman Vdc / 2 = 0.5 Vdc. Sou chema a modulation, sa a reprezante kòm sèk la enteryè nan sèk wouj la.
Pou konpanse pou pèt yo ki te koze pa modulation sinusoidal, espas vektè PWM (SVPWM) modulation se sòti. SVPWM a ka bay yon vòltaj nan 1 / √3Vdc = 0.5773Vdc. Menm jan ak modulation sinusoidal, SVPWM pèmèt tou motè a kouri fèt san pwoblèm. Sou modulation a schematic, sa a reprezante kòm sèk la deyò nan sèk wouj la. Figi 3 se yon konparezon onn de metòd idilasyon sinodoidal ak modulation SVPWM.
Tou de modulation sinusoidal ak modèl vektè espas sèvi ak batman kè lajè modulation (PWM), youn nan teknik ki pi komen modulation endistriyèl. Sepandan, modulation lajè batman kè itilize yon frekans modulation fiks yo ajiste kontwòl la nan vòltaj la ekipman pou pa chanje lajè a batman kè, se konsa ensidan an amonik se yon pwoblèm. Harmonics yo se kòz la nan EMI, Vibration motè, ak pèt enèji.
Pou siprime amonik, yo ka itilize yon lòt metòd modulation, sètadi lè l sèvi avèk batman frekans batman kè (PFM). Pulsasyon frekans batman kè pèmèt yon ti kantite pulsasyon ki dwe fèt nan yon lajè fiks ak modulation nan diferan peryòd (frekans) depann sou valè a vle. Metòd sa a modulation diminye amonik paske amonik yo gaye atravè tout frekans.
Sa a se konparezon an nan FFT (Fast Fourier transform) frekans analiz de PWM ak PFM. Li ka byen klè wè ke PFM a ka elimine twazyèm deformation an Harmony.
