BLDC хөдөлгүүрийн удирдлагын стратегиуд нь найдвартай байдал, үр ашигтай байдалд сайжруулалт оруулна

BLDC хөдөлгүүрийн үндсэн ойлголтыг мэдэх

Үндсэн элементүүд болон ажиллах зарчим

Брүшлэгүй тогтмол гүйдлийн хөдөлгүүрүүд нь статор, ротор, цахилгааны удирдлагын төхөөрөмж гэсэн гурван үндсэн хэсгээс бүрдсэн үр ашигтай дизайнтайгаар орчин үеийн технологийн хэрэглээнд ердийн болон ашиглагдаж байна. Хөдөлгүүр хамгийн сайн ажиллахын тулд эд нарын хооронд зохицоо сайн байх шаардлагатай. Цахилгаан гүйдэл өнгөрөхөд төрөх соронзон оронг үүсгэдэг хөнгөн утаснуудыг статор агуулж байна. Тиймээс ротор нь статорын соронзон оронгийн нөлөөгөөр эргэх үед тогтмол соронзон бүхий төхөөрөмжтэй байна. Эдгээр хөдөлгүүрүүдтэй ажиллах хүмүүс нь соронзон орон өөрчлөгдөхөд гүйдэл индүүлдэг гэсэн Фарадей-ын хуулийг ойлгохын тулд үндсэн цахилгаан соронзон судлалын мэдлэг шаардлагатай. Эдгээр соронзон оронгийн хоорондох цаг хугацааны зохицоо нь чухал байдаг. Инженерүүд коммутацийг зөв тохируулбал хөдөлгүүрийг хүрэлцэхгүйгээр эв зүймээр эргүүлж чаддаг бөгөөд энэ нь бодит нөхцөлд хөдөлгүүр хэрхэн ажиллахад чухал нөлөө үзүүлдэг.

Хөдөлгүүрийн дизайн дахь найдвартай байдлын үр ашигтай холбоо

BLDC хөдөлгүүрийн загварчлал болон тэдгээрийг бодит амьдралд ашиглах асуудалд найдвартай байдал, үр ашиг нь хоорондоо уялдаа холбоотой байдаг. Эдгээр хөдөлгүүрүүд үр ашигтай ажиллах үед цөөн хэмийг үүсгэдэг тул засвар үйлчилгээ эсвэл солих хүртэл удаан ажилладаг. Мэргэжлийн олон судалгааны дагуу одоогийн BLDC хөдөлгүүрүүд 90%-иас дээш үр ашигтай ажилладаг бөгөөд тэдгээрийг өрх айлын цахилгаан хэрэгслийн болон хүнд инженерийн машин механизмд ашиглах боломжтой. Үйлдвэрлэгчид чанартай хэсгүүдийг сонгох, анхааралтай инженерийн арга хэмжээ авах нь маш чухал байдаг. Ийм аргаар барьсан хөдөлгүүрүүд хэцүү нөхцөлд ч сайн ажилладаг байдаг. Тиймээс инженерүүд ажиллагаа болон найдвартай байдал чухал үед BLDC хөдөлгүүрүүдийг заавар тодорхойлдог.

Трапецид холболтын стратеги

Холболтын цаг хугацаа ба шилжүүлэгчийн аргууд

Трапециудал коммутаци нь одоо байгаа цахилгаан хөдөлгүүрүүдийн статор ороомгийн фазууд роторын байрлалтай хэрхэн таарч байгааг илэрхийлнэ. Энэ тааралтыг зөв хийснээр хөдөлгүүр хатгамтгай эргэхгүй, жолоо ашиглахдаа тогтвортой моментийг барьж чадах бөгөөд энэ нь үйлдвэрлэгчдэд маш чухал юм. Фазын шилжилтийн цагийг зөв тохируулснаар цахилгаан энерги нь ороомгийн дагуу зөв гүйж байхын тулд хүндрэлтэй шилжүүлэгтэй аргыг ашиглах шаардлагатай байдаг. Энэ нарийн тэнцвэр нь энерги алдалтыг багасгаж, нийт системийн ажиллагааг сайжруулдаг. Салбарын шинжилгээнд цагийн зохицуулалтыг зөв хийснээр ажиллагааны үр ашиг 15% орчим нэмэгддэг байна. Иймээс инженерүүд хөдөлгүүрийн удирдлагын системд коммутацийн аргуудыг сайжруулахын тулд олон цагийг зарцуулдаг.

Трапециудал хяналын үр ашгийг оновчтой болгох

Трапецид хяналтаас илүү сайн үр ашиг олох нь хөдөлгүүр ямар ачаалалтай ажиллаж байгааг мэдэж, хэрхэн ажилладгийг нь мэдэхэд оршино. Тиймээс шаардлагатай үед тохируулга хийх боломжтой. Хөндлөнгийн алдааг бууруулахын тулд дэвшилтэт алгоритм нь түүнийг бууруулдаг тул BLDC хөдөлгүүрийн системд нийт үр ашиг өндөр байдаг. Эдгээр аргыг хэрэглэх нь ихэвчлэн энерги хэрэглээг 10%-иас 20%-иар бууруулдаг. Энэ нь системийн ажиллагааг сайжруулахыг хүсэгчдэд томоохон ялгаа бий болгодог. Энэ нь цахилгааны нэхэмжлэлээс хэмнэх мөнгөнөөсөө илүү давуу талтай. Хөдөлгүүр үр ашигтай ажиллавал урт хугацаанд ажилладаг тул цаашид олон солилт, засварын ачаалал багасдаг.

Талбай-чиглэлийн хяналт (FOC) Хэрэгжүүлэлт

Нарийн хүчний зохицуулалт хийх

Талбайд чиглэгдсэн хяналт эсвэл FOC нь нарийн хүчний хяналтыг баталгаажуулахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг, учир нь энэ нь соронзон орныг хүчний хяналтын үйл функцийг тусгаарладаг. Эдгээр үйл функцийг тусад нь хуваавал хөдөлгүүрийг тусгаарлаж тохируулж болох бөгөөд үүний дүнд тэдгээрийн ажиллагаа сайжирдаг бөгөөд тухайлбал, өндөр хурдтай ажиллаж байх үед тогтвортой хүчний хэмжээг хэвээр хадгалах нь хамгийн чухал байдаг. FOC ашигладаг хөдөлгүүрүүд өөрчлөлттэй орчинд илүү сайн хариу үзүүлдэг бөгөөд ачааллын өөрчлөлт эсвэл эвзэг шаардлагад хурдан дасан зохицдог. Бодит ажиллагааны өгөгдлүүдийг судлах нь энэ арга хэр нарийвчлалтайг харуулж байна. Шинжилгээний үр дүнгээс өмнөх аргуудтай харьцулахад хүчний нарийвчлалд ойролцоогоор 25% сайжрал бий болохыг харуулсан бөгөөд энэ нь FOC-г тогтоосон хяналтын шаардлагатай бүх хэрэглээнд тодорхой сонголт болгож байна.

Салхи үндэслэлийн хамгийн сайн ажиллах

FOC нь BLDC хөдөлгүүрт дулааныг удирдахад нарийвчлалаас гадна ашигтай талуудыг оруулдаг. Эдгээр системүүд хөдөлгүүрийн ажиллагааг оновчтой болгох замаар дулааны алдагдлыг ихэд бууруулдаг. Хөдөлгүүрийн хаалтанд температур илүү тогтвортой байдаг бол reliability нэмэгдэж, нэгжийн ажиллах хугацаа уртасдаг. Энэ нь ердийн хөдөлгүүрүүд тэмцэж чадахгүй хүнд нөхцөлд ихээхэн ялгаатай байдаг. Үнэн зөв туршилтууд энэ талаар тодорхой баталж өгч байна. FOC-оор ажиллаж буй хөдөлгүүрүүд нь ердийн загваруудтай харьцуулахад дулааны стресст 30% бага дамжин ажилладаг. Энэ нь практикт юу гэсэн үг вэ? Засварын хоорондох хугацаа урт байх ба цаашид гарах засварын зардлыг бууруулна. Үйлдвэрлэлийн хувьд дулааны ашигт ажиллагааг сайжруулах нь тоног төхөөрөмжийг хэдэн долоо хоногийн оронд хэдэн сарын турш үр дүнтэй ажиллуулах боломжийг олгодог.

Сенсоргүй удирдлагын арга барил

Хойд ЭДХ-ийн илрүүлэх аргууд

Сенсоргүй удирдлагын аргууд нь роторын байрлалыг тодорхойлохын тулд хойд ЭДХ-ийн сорьж мэдэх аргаар BLDC хөдөлгүүрүүдийг ажиллуулах аргыг өөрчилж байна. Энэ нь системд цаашид физик сенсоруудын шаардлагыг багасгаж, зардлыг бууруулж, хугацаа явсаар эвдэрч болзошгүй сул талуудыг арилгаж өгнө гэсэн үг юм. Бүх энэ нь роторын байрлал болон эргэлтийн хурдыг тодорхойлохын тулд хүчдэлийн хэмжилтийн утгууд болон одоо байгаа хэмжилтийн утгуудыг боловсруулах оюун ухаантай алгоритмд үндэслэгдсэн байдаг. Ажиллагаа нь бодит сенсоруудыг ашигладаг системүүдтэй харьцуулахад бараг адилхан байсаар байх боловч урт хугацаанд найдвартай байдал нь сайн байдаг. Талбайн шалгах үед эдгээр системүүд эвдрэл хоорондын хугацааг уртасгаж, засварын зардлыг бууруулдаг байжээ. Өдөр тутмын тогтвортой ажиллагааг шаарддаггүй хөдөлгүүрүүдэд энэ төрлийн найдвартай байдал нь сар зарцуулалтыг багасгах болон үйлдвэрлэлийн ажиллагааг үргэлжлүүлэхэд маш их нөлөө үзүүлдэг.

Бүрэлдэхүүн хэсгийн алдааны цэгүүдийг бууруулах

Хяналтын системд сенсоргүй ажиллах нь эвдэрч болзошгүй хэсгүүдийн тоог багасгадаг. Энэ системүүд нь традицион механик сенсоруудыг ашиглахын оронд цахилгааны эргэх холболтыг ашигладаг. Энэ нь юу гэсэн үг вэ? Нийтлэгөөр хөдөлгөөнт хэсгүүд цөөрдөг ба двигатель илүү урт хугацаагаар эвдэрдэггүй ажилладаг. Цахилгаан технологийн шилжилт нь компаниудын хугацааны дагуу гаргах зардлыг бууруулдаг тул олон салбарт ажлын үр ашигтай байдлыг сайжруулдаг. Мотор үйлдвэрлэгчид сенсоргүй системийг ашиглан эргэн холбогдох гэмтлийн тайлангуудын тоо 40%-иар буурч байна гэдгийг тэмдэглэсэн. 24 цаг 7 хоног ажилладаг үйлдвэрүүдэд энэ нь засварын үед алдагдах цагийг багасгаж, техникийн ажилчдын цагийн зардлыг хэмнэдэг. Үйлдвэрлэлийн талбайд ажиллагааны орчинд цаг тутам засвар хийхэд алдагдах цаг нэмэгдэж байдаг тул энэ нь онцгой ач холбогдолтой байдаг.

Зохицуулан удирдах алгоритмууд

Хувьсах удирдлагын алгоритмууд нь моторыг илүү сайн ажиллуулахдаа уян хатан нийцэх арга хэрэглэнэ. Эдгээр нь моторын ажиллагааны болон орчны талаарх одоогийн байдлыг харгалзан үзэж байгаа үед олон төрлийн тохиргоог тасралтгүй хийдэг. Үр дүнд нь моторууд илүү үр ашигтай ажилладаг бөгөөд даалгавар биелүүлэхэд хурдан хариу үзүүлдэг. Бодит цагийн мэдээлэл нь эдгээр оюун ухаант системүүдэд моторуудыг ажлын ачаалал, хөдөлгөөний хурд болон бусад гадаад нөлөөллөөс хамаарахгүйгээр хамгийн сайн байдлаар ажиллуулах боломжийг олгодог. Тухайлбал, цацрагүй тогтмол гүйдлийн моторуудад энэ төрлийн оюун ухаантой тохируулга нь өдөр тутмын ажилд маш их нөлөө үзүүлдэг. Мотор үйлдвэрлэгчид сүүлийн загваруудад энэ төрлийн хувьсах удирдлагыг нэвтрүүлснээр үр ашиг нь дунджаар 15%-иар нэмэгдсэн байна.

Динамик тохируулга: Тохируулга алгоритмын хувьд ажиллаж буй нөхцөлд өөрчлөлт ордог бөгөөд ачаалал, хурдны өөрчлөлтийг харгалзан үздэг. Энэ тохируулга нь хувьсах орчны нөхцөлд моторын үр ашигтай ажиллагааг хангахад маш чухал байдаг.

Туршлагын жишээнүүд болон хэрэглээ: Тохируулгын шинж чанарыг хэрэглэснээр цахилгаан тээврийн хэрэгсэл, робот техник зэрэг салбарт ажиллагааны үр ашгийг олноор нэмэгдүүлдэг. Эдгээр салбар нь нарийн нарийвчлал болон үр ашгийг шаарддаг бөгөөд тохируулгын алгоритм нь бодит цагт хөдөлгүүрийн үйл ажиллагааг тасралтгүй сайжруулан эдгээр шаардлагад хариулт өгдөг.

BLDC хөдөлгүүрийн системд тохируулгын алгоритмыг нэвтрүүлэх нь ажиллагааг сайжруулахад тусдаггүй зөвхөн энерги хэрэглээг багасгадог. Орчны өөрчлөлт болон үйл ажиллагааны шаардлагад цаг тухайд хариу үзүүлснээр эдгээр алгоритм нь хөдөлгүүрийн үр ашгийг оновчлоход чухал үүрэг гүйцэтгэдэг тул орчин үеийн технологийн хөгжилд тэдгээрийг тулгуур болгох нь зүйтэй.

Зөвлөх хамгаалалтын төрөл

BLDC хөдөлгүүрт оюун ухаант хамгаалалтын системийг нэвтрүүлэх нь тэдгээрийн ажиллах хугацаа болон ажиллагааны чанарыг тодорхойлдог. Эдгээр хамгаалалтын арга хэмжээнүүдийн дунд гүйдлийн хэт ачааллыг илрүүлэх нь онцгой ач холбогдолтой байдаг. Хөдөлгүүрээр хэт их гүйдэл гүйх үед энэ нь маш хурдан халж, эцэст нь шатаж болно. Орчин үеийн хяналтын технологи нь гүйдлийн хэт ачааллыг фактичид илрүүлж, инженеруудад болзошгүй гэмтэл учруулахыг зогсоох боломжийг олгодог. Судалгаа нь зөв гүйдлийн хамгаалалт нь BLDC хөдөлгүүрийн ажиллах хугацааг дунджаар 20%-иар сунгаж байгааг харуулж байна. Ийм төрлийн сайжруулалт нь зогсонги дутагдал нь мөнгөн зардалд хүргэдэг үйлдвэрлэлийн салбарт маш их ач холбогдолтой байдаг.

Илүүдэл гүйдэл илрүүлэх

Хэт их гүйдлийг илрүүлэх нь BLDC хөдөлгүүрийг гэмтэхээс хамгаалахад тусалдаг. Хэт их гүйдэл нь тэдгээрийг дайрч өнгөрөх үед хөдөлгүүрүүд хэт халж, эцэст нь ажиллах чадвараа алгаж болно. Тиймээс аливаа тогтоогчид ийм төрлийн илрүүлэгч системүүд байх нь чухал юм. Сүүлийн үеийн хяналтын технологи эдгээр асуудлыг фактич мөчгүй илрүүлж чаддаг бөгөөд энэ нь ажиллуулагчдад гүнзгий гэмтэл үүсэхээс сэргийлэн арга хэмжээ авах боломжийг олгодог. Компаниуд зохих хамгаалалтын арга хэмжээг нэвтрүүлэхдээ хөдөлгүүрийн ажиллах хугацаагаа дунджаар 20%-иар сунгасан байдаг нь судалгаагаар тогтоогдсон байдаг. Үйлдвэрлэл болон бусад инженерийн орчинд хөдөлгүүрүүд чухал ач холбогдолтой бөгөөд татан зогсоолын үед санхүүгийн алдагдал болон аюулгүй байдлын асуудал гардагтай холбоотой энэ нь ойлгомжтой юм.

Автомжуулсан гэмтлийн урьдчилан сэргийлэлт

Урьдчилан таамаглах аналитик ашиглан амжилтгүй болохыг урьдчилан сэргийлэх систем нь моторт гарч болзошгүй асуудлыг бодит амжилтгүй болохын өмнө л оноож чаддаг. Эдгээр системүүд ныгтралын хяналтын байгууламжуудтай хамт ажилладаг тул ажиллагааг хялбарчлах эсвэл моторыг бүрэн цахилгааныг салгаж болдог. Энэ нь моторын хамт түүнд холбогдсон бусад тоног төхөөрөмжүүдийг хам заалдаа хамгаалдаг. Олон салбарын тайлангуудын дагуу эдгээр төрлийн автомжуулсан шийдлийг хэрэгжүүлсэн компаниуд нийтлэгдсэнээр үйлдвэрлэлийн газруудын хувьд дунджаар 30 хувь бууруулдаг. Үнэндээ эндээс олж авах ашиг нь хоёр янзын: зардлыг бууруулах, үйл ажиллагааны менежерүүдийн төсөв болон үйлдвэрлэлийн зорилтод хүрэхэд нь дөхөм болох нийт үр ашигтай байдлыг сайжруулах явдал юм.

Оюунлаг хамгаалалтын системүүд нь BLDC хөдөлгүүрүүдийг гүйцэд ажиллуулж, эрсдэлийг бууруулах, үйлчилгээний зардлыг бууруулахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Эдгээр механизм нь асуудал гарахаас өмнө асуудлыг шийдвэрлэх, мөн асуудал гарсан үед хариу үзүүлэх замаар ажилладаг. Технологи, ялангуяа урьдчилан таамаглах шинжилгээ хөгжсөөр байгаа тусам орчин үеийн системүүд нь үйлдвэрлэлийн орчинд ажиллагааг зогсоох шиг үнэтэй хөдөлгүүрийн гэмтлийг зогсоох боломжийг олгож байна.

Түгээмэл асуулт

BLDC хөдөлгүүрийн үндсэн хэсгүүд юу вэ?

BLDC хөдөлгүүр нь статор, ротор, цахилгааны хяналтын төхөөрөмж гэсэн гурван үндсэн хэсгээс бүрдэнэ. Эдгээр хэсгүүд нь хамтдаа ажиллан хөдөлгүүрийг ажиллуулахын тулд соронзон орон үүсгэж, хариу өгдөг.

Трапецид коммутаци нь BLDC хөдөлгүүрийн ажиллагааг хэрхэн сайжруулах вэ?

Трапецид коммутаци нь статорын ороомгийн фазуудыг роторын байрлалтай нарийн тохируулж, хамгийн сайн эргэлтийн моментийг үүсгэдэгтэй холбоотой ажиллагааг сайжруулдаг. Энэ нарийн цаг тоо нь энгийн эргэх хөдөлгөөн болон энерги ашиглалтын үр дүнтэй байхыг хангана.

BLDC хөдөлгүүрт орчны хяналтын удирдлага (FOC) яагаад чухал вэ?

FOC нь соронзон орныг болон эргэлтийн моментийг тус тусдаа тохируулах боломжийг олгож өгдөгтэй холбоотой чухал байдаг. Энэ нь хөдөлгүүрийн ажиллагааг сайжруулдаг бөгөөд үндэсний хурдтай болон динамик хэрэглээнд онцгой ач холбогдолтой.

Зохицуулгын өөрчлөгдөх алгоритм гэж юу байдаг вэ? Хэрхэн моторын ажиллагааг оновчтой болгодог вэ?

Зөөврийн хяналтын алгоритмууд нь моторын үйл ажиллагааг бодит цагийн мэдээлэлд үндэслэн хяналтын параметрүүдийг тохируулж үр ашигтай болгодог. Энэхүү динамик тохируулга нь өөрчлөгдөж буй нөхцөл байдалд дасан зохицох замаар моторын үр ашиг, хурдан хариу үйлдлийг сайжруулдаг.

Оюун ухаант хамгаалалтын механизм нь BLDC моторт яаж ашигтай вэ?

Хэт их гүйдлийг илрүүлэх, автоматаар гологдолыг урьдчилан сэргийлэх зэрэг оюун ухаант хамгаалалтын механизмууд нь моторын ажиллах хугацааг уртасгах, системийн боломжит гологдолыг цаг тухайд нь шийдвэрлэх, ажилд нь зогсолт хийх хугацааг багасгах замаар үйл эксплуатацийн зардлыг бууруулдаг.