Zaštita okoliša je uvijek bio tema koja najviše zanima. Kako bi se postigla nisko-ugljičnog života, vlada u razvijenim zemljama koristite porezi i naknade za smanjenje emisija ugljika i energije. Više od polovice električne energije se koristi za pogon motora, tako da dizajneri ne bih trebala koristiti učinkovitije Motorika i dizajn.
Ovaj članak će vas uvesti korištenje algoritma kontrole (FOC) magnetsko polje orijentacije i Modulacija frekvencije pulsa (PFM) pažljivo kontrolirati motor za postizanje visoke preciznosti i visoke učinkovitosti.
Algoritam polje usmjereno kontrole (FOC)
Skalarnog upravljačko (ili poznatiji kao napon/frekvencija kontrole) jednostavnu kontrolu metoda koja mijenja moment i broj okretaja motora promjenom napajanje (napon) i frekvencija isporučuje statora. Ova metoda je vrlo jednostavna i može se napraviti i sa 8/16-bitni mikroprocesor. Međutim, jednostavan dizajn je popraćena najveći nedostatak - nedostatak Robusne i pouzdane kontrole. Ova metoda kontrole je dovoljan ako se opterećenje održava konstantnim pri velikim brzinama. Ali nakon opterećenja mijenja, sustav ne može reagirati brzo, rezultira gubitak energije.
Nasuprot tome, FOC pruža čvrsto motoričke kontrole. Ova metoda je dizajniran da zadrži trenutnu statora i magnetsko polje u ortogonalnom stanje (tj., na 90 stupnjeva kut) postići maksimalni moment. Budući je magnetsko polje-vezane informacije dobivene od strane sustava je konstantna (da li dobivene od koder ili procjenjuje u sensorless operaciji), možete precizno kontrolirati trenutni postići maksimalni mehanički moment statora.
U principu, FOC složeniji i zahtijeva 32-bitni procesor i hardver akceleracija. Razlog je da ova metoda zahtijeva nekoliko računalno intenzivno modula, kao što su Clark transformacija, transformirati Parker, i sl., za obavljanje međusobne pretvorbe između trodimenzionalni ili dvodimenzionalni koordinatni sustavi za izdvajanje odnos između postojećeg i magnetski tok.
Kao što je prikazano na slici 1, ulazi u obzir za kontrolu motora uključuju ciljne momenta naredba, opskrbu trenutne i rotora kut. Pretvorbe i obračun se radi temeljem tih parametara, i obračunava se voziti vrijednost energetske elektronike. Vremena potrebnog za dovršenje ciklusa FOC naziva petlja vremena. Kako je očekivano, kraće vrijeme petlja, brži sustav će reagirati. Brzo reagirati sustav znači da motor može brzo prilagoditi za opterećenje i kompenzirati greške u kraćem vremenu za glatko rad motora i veće učinkovitosti.
FOC algoritam se obično provodi pomoću ugrađen procesor s puta petlja između 50us i 100us, ovisno o modelu i dostupnog hardvera. Osim toga, softver se može koristiti za implementaciju FOC, ali njegova izvjesnost ne može jamčiti. Dakle, veliki broj dizajna se oslanjaju na sustavu hardversko ubrzanje iskoristiti od determinizma i velike brzine obrade ove tehnologije. Koristeći najnaprednije 28nm projekta na FPGA tehnologije, tipično FOC trenutni petlja vrijeme je 1.6us1, koji je znatno kraći od softver pristupa.
Poboljšane motoričke kontrole ne samo smanjuje buku, ali također poboljšava učinkovitost i točnost, najaktualniji petlje se trenutno provode u hardver i imaju tendenciju da migriraju petlje brzine i poziciju petlje u hardware-ska rješenja. Ovaj pristup je moguć jer se s napretkom tehnologije digitalni elektronički sklop, jedan uređaj ima dovoljno računalne snage. Vrijeme petlja kontrole brzine i poziciju kontrole petlje vrijeme provodi sustavu su 3.6us1 i 18us1, respektivno. Ovo je važan izvođenje poboljšanja preko tradicionalnih softver pristupa jer tradicionalnoj lokaciji petlje vremena su obično u rasponu od milisekunde.
Modulacija
Modulacija je također ključni modul za poboljšanje energetske učinkovitosti. Različite Modulacija sheme mogu biti upotrijebljena prema opterećenja, izvođenje zahtjevima i zahtjevima primjene i ove Modulacija sheme imaju značajan utjecaj na rad motora kontrola sustava. Modulacija shematski (slika 2) analizira nekoliko Modulacija shema ćemo pregledati u ovom članku.
Najosnovnije Modulacija shema koristi šest koraka Modulacija metodu, koja predstavlja šest mogućih kombinacija trofazni moć mostova (isključujući 111 i 000 null država, u kojoj svi prekidači su isključeni). Prebacivanje metoda predstavlja se kao šest plave vrhove heksagona. Šest koraka Modulacija metoda primjenjuje maksimalnu snagu motora, izlazni napon pretvarača je jednaka Vdc.
Iako je izlazna snaga je veliki i dizajn implementacija je jednostavna, ako motor zahtijeva visoku preciznost i visoku robusnost, šest koraka Modulacija metoda ne smije primjenjivati. Ovo zato što motor radi u nelinearno stanju i treba "skakati" iz jednog stanja (tjeme) u drugu državu i ne teče glatko.
Za glatko funkcioniranje motor, sinusoidni Modulacija se može koristiti. Sinusoidni modulaciju metoda možemo motor trčanje glatko? Iako je ova metoda je malo kompliciranije od šest koraka Modulacija metoda, a postoji nema prednost u efikasnosti, jer izlaz inverter je samo polovica Vdc, u osnovi Vdc / 2 = 0,5 Vdc. Na modulaciju shematski, ovo je predstavljeno kao unutrašnji krug crveni krug.
Kako bi kompenzirao gubitke uzrokovane sinusoidni Modulacija, prostora vektor PWM (SVPWM) Modulacija je izvedeno. U SVPWM možete dati napon od 1/√3Vdc = 0.5773Vdc. Slično sinusoidni Modulacija, SVPWM također omogućuje motor teče glatko. Na modulaciju shematski, ovo je predstavljen kao vanjskog kruga crveni krug. Slika 3 je Valni oblik usporedba sinusoidni Modulacija metoda i metoda modulacije SVPWM.
Sinusoidni Modulacija i Modulacija vektorski prostor koristi Modulacija širine impulsa (PWM), jedan od najčešćih tehnika industrijske Modulacija. Međutim, Modulacija širine impulsa koristi fiksni Modulacija frekvencije za podešavanje kontrole mrežnog napona promjenom širine impulsa, tako da pojavu harmonika je problem. Harmonici su uzrok EMI, vibracija motora i gubitka energije.
Potisnuti harmonici, drugi Modulacija se metoda, naime korištenje Modulacija frekvencije pulsa (PFM). Modulacija frekvencije pulsa omogućuje malim brojem impulsa biti održan na fiksne širine i modulirana u različitim razdobljima (frekvencija) u zavisnosti od željene vrijednosti. Ova metoda modulacije smanjuje harmonici jer na harmonici su rasprostranjene sve frekvencije.
Ovo je usporedba FFT (brze Fourierove transformacije) analiza frekvencije PWM i PFM. To se jasno može vidjeti u PFM može eliminirati treća harmonička distorzija.
