Tasavirtamoottorien periaate

Harjattoman tasavirtamoottorin ohjausperiaate on seuraava: Saadakseen moottorin pyörimään ohjausyksikön on ensin määritettävä moottorin roottorin asento Hall{0}}anturin perusteella. Sitten staattorikäämien mukaan se määrittää sekvenssin, jossa invertterin tehotransistorit kytketään päälle (tai pois). Invertterin AH-, BH- ja CH-transistorit (jota kutsutaan ylävarren tehotransistoreiksi) ja AL-, BL- ja CL-transistorit (jota kutsutaan alavarren tehotransistoreiksi) kuljettavat virtaa peräkkäin moottorin kelojen läpi, jolloin syntyy myötäpäivään (tai vastapäivään) pyörivä magneettikenttä. Tämä magneettikenttä on vuorovaikutuksessa roottorin magneettien kanssa, mikä saa moottorin pyörimään myötäpäivään/vastapäivään-myötäpäivään. Kun moottorin roottori pyörii asentoon, jossa Hall{7}}anturi havaitsee toisen signaalijoukon, ohjausyksikkö kytkee päälle seuraavan sarjan tehotransistoreita. Tämä sykli jatkuu, jolloin moottori voi pyöriä samaan suuntaan, kunnes ohjausyksikkö päättää pysäyttää moottorin roottorin, jolloin tehotransistorit kytketään pois päältä (tai vain alavarren tehotransistorit kytketään päälle). Roottorin suunnan kääntämiseksi tehotransistorit kytketään päälle päinvastaisessa järjestyksessä.

Tehotransistorien peruskytkentäkaavio voidaan kuvata seuraavasti: AH, BL → AH, CL → BH, CL → BH, AL → CH, AL → CH, BL. Niiden vaihtaminen AH, AL, BH, BL tai CH, CL:ksi on kuitenkin ehdottomasti kielletty. Lisäksi, koska elektronisilla komponenteilla on aina kytkentävasteaika, tehotransistorien kytkentäajassa on otettava tämä vasteaika huomioon. Muuten, jos olkavarsi (tai alavarsi) ei ole täysin kiinni ennen kuin alavarsi (tai olkavarsi) avataan, tapahtuu oikosulku, joka aiheuttaa tehotransistorin palamisen.

Kun moottori alkaa pyöriä, ohjausyksikkö vertaa (tai laskee ohjelmiston avulla) komentoa (joka koostuu kuljettajan asettamasta nopeudesta ja kiihdytys-/hidastussuhteesta) hall{0}}anturin signaalin muutosnopeuteen määrittääkseen, mikä kytkinryhmä (AH, BL, AH, CL, BH, CL tai ...) pitää olla päällä, ja kuinka kauan. Jos nopeus ei ole riittävä, käynnistysaika on-pidempi; jos nopeus on liian suuri, käynnistysaika- on lyhyempi. Tämän osan operaatiosta hoitaa PWM. PWM (Pulse Width Modulation) määrittää moottorin nopeuden, ja sellaisen PWM:n luominen on avainasemassa tarkan nopeudensäädön saavuttamisessa.

Nopean{0}}ohjauksen on otettava huomioon, riittääkö järjestelmän kellon resoluutio käsittelemään ohjelmistokäskyjen käsittelyaikaa. Lisäksi tapa, jolla Hall-anturin signaalimuutoksia käsitellään, vaikuttaa myös prosessorin suorituskykyyn, tarkkuuteen ja reaaliaikaiseen-suorituskykyyn. Hitaiden-nopeuksien ohjauksessa, erityisesti hitaiden-nopeuksien käynnistyksissä, Hall-anturin signaali muuttuu hitaammin. Siksi signaalin hankintamenetelmä, käsittelyn ajoitus ja moottorin ominaisuuksiin perustuvien ohjausparametrien asianmukainen konfigurointi tulee ratkaisevaksi. Vaihtoehtoisesti nopeuden takaisinkytkentää voidaan muokata käyttämään kooderin muutoksia referenssinä, mikä lisää signaalin resoluutiota paremman ohjauksen saavuttamiseksi. Moottorin tasainen toiminta ja hyvä vaste riippuvat myös PID-säädön tarkoituksenmukaisuudesta. Kuten aiemmin mainittiin, harjattomissa tasavirtamoottoreissa käytetään suljetun -silmukan ohjausta. siksi palautesignaali kertoo ohjausyksikölle, kuinka kaukana moottorin nopeus on tavoitenopeudesta{16}}tämä on virhe. Virheen tietäminen vaatii kompensointia, joka voidaan saavuttaa perinteisillä teknisillä ohjausmenetelmillä, kuten PID-säädöllä. Hallitseva tila ja ympäristö ovat kuitenkin itse asiassa monimutkaisia ​​ja muuttuvia. Jos tarvitaan vankkaa ja kestävää ohjausta, huomioon otettavat tekijät ovat todennäköisesti perinteisen teknisen ohjauksen täydellisen hallinnan ulkopuolella. Siksi myös sumea ohjaus, asiantuntijajärjestelmät ja neuroverkot sisällytetään älykkään PID-säädön tärkeisiin teorioihin.