Sanoat harakatini nazorat qilish inverterga asoslangan fan yoki nasosni nazorat qilishning keng qamrovli dasturlarini, murakkab servo boshqaruvi bilan engillashtiruvchi avtomatlashtirishni avtomatlashtirishni avtomatlashtirishni avtomatlashtirishga olib keladi. Ushbu tizimlar motorli tog 'yoki kuchlanish, rotor holati va tezligi kabi ko'plab o'zgaruvchilarning aniqlanishini va fikr-mulohazalarini talab qiladi. O'zgaruvchi va zarur o'lchov aniqligi, tizimning arxitekturasi, maqsadli tizim qiymati yoki tizimning maqsadlari yoki tizimning maqsadlari va ahvoli monitoringi kabi qo'shimcha xususiyatlarga bog'liq. Xabar qilinishicha, motorlar dunyo energiyasining 40 foizini iste'mol qilgan holda, xalqaro qoidalar tizimning samaradorligi bo'yicha sanoat samaradorligi bo'yicha moliyaviy samaradorlikka e'tibor qaratib, ushbu o'zgaruvchilar, ayniqsa joriy va kuchlanishning ahamiyatini oshirdi.
Ushbu hujjat motorli quvvat reytinglari, tizimning ishlashi talablari va oxirgi dasturlar asosida turli xil motorli nazorat signallari zanjiri topinishni amalga oshirishga qaratilgan. Bunday holda, avtoulovlarni boshqarish signalini amalga oshirish sensor tanlash, ekolitatsiya talablari, tizim integratsiyasi, tizim integratsiyasi, tizim integratsiyasi va tizim kuchi.
Sanoat drayverlari dasturlari
Avtomobilni boshqarish uchun arizalar oddiyvererlardan murakkab servo drayverlarigacha bo'lgan, ammo ularning barchasi turli xil darajadagi aniqlanish va fikr-mulohazalarni olib boradigan pulse kengligi (PWM) modullari bo'lgan avtoulovlar va protsessorlar mavjud. Arizalar assortimentining soddalashtirilgan ko'rinishi tobora oddiy nazorat tizimlaridan, masalan, oddiy mikroprotsessorlardan foydalangan holda, oddiy boshqarish tizimidan, masalan, aniqlikdagi boshqaruv tizimlaridan, oddiy boshqaruv tizimlaridan ajratib turadigan tizimlarga to'g'ri keladi. Spektrning yuqori uchi tomon yo'naltirilganligi sababli, murakkab boshqaruv tizimlari aniq fikr-mulohazalar va tezkor aloqa interfeysi talab etiladi. 1-rasmda indüksiya yoki doimiy magnit motorlarni, shuningdek, katta nasoslar va kompressorlarni ishlab chiqarish, motorli xizmat ko'rsatish vositalari, murakkab sanoat drayverlarini, masalan, eng yuqori darajadagi sanoat drayverlarini robototika, dastgohlar va joylashtirish mashinalari kabi qo'llaniladi. Tizimlar yanada murakkab, sezish va o'zgaruvchilar haqida fikrlar yanada muhimroq bo'ladi.
1-rasm. Sanoat drayverlarining arizalarida.
Haydovchi arxitektura - tizimni ajratish
Sanoat harakatini nazorat qilishda keng qamrovli arizalarni ko'rib chiqish uchun tizimlarni loyihalashda ko'plab muammolar mavjud. Umumiy maqsadni boshqarish signallari zanjiri 2-rasmda ko'rsatilgan.
2-rasm. Umumlashtirilgan motorni boshqarish signallari zanjiri
Asosiy muammo - bu eng tezkor aylanish va arxitekturaga jiddiy ta'sir ko'rsatadigan izolyatsiya talablari. Ishlash uchun ikkita asosiy omil bor: nima uchun izolyoen va izolatga ega.
Izolyatsiya tasnifi talab qilinadi. Talablar texnika shokasi (SEDV) ga zararsizlantiruvchi kuchlanish yoki ma'lumotlar yaxlitligi va dozelliklarning yaxlitligi va mittion maqsadlari uchun izolyatsiya qilish uchun yuqori kuchlanishli izolyatsiya yoki funktsional izolyatsiyani olishi mumkin. Izolyatsiya joylashuvi odatda kutilgan tizimning bajarilishi bilan belgilanadi. Odatda motorni boshqarish odatda elektrdan shovqinli muhit, dizaynlar odatda bir necha yuz voltning keng tarqalgan kuchlanishiga, ehtimol chastotalarga 20 kH / DT dan oshib boradi. Shu sababli, elektr bosqichini boshqaruv sahnasidan, yuqori ishlash tizimida ham, yuqori quvvat esa juda shovqinli bo'lgan tizimlarda. Dizayn bitta protsessor yoki ikki protsessor yondoshuvidan foydalaniladimi, izolyatsiya joyiga ham ta'sir qiladi. Quvvat sarfi past bo'lgan past ko'rsatkichlar odatda raqamli aloqa interfeysi bo'yicha, ya'ni elektr va nazorat bosqichlari bir xil imkoniyatlarga ega ekanligini anglatadi. Kam sonli tizimlar alohida tarmoqli aloqa interfeysi mavjud. An'anaga ko'ra, keng tarqalgan tizimlardagi aloqa interfeyslari an'anaviy izolyatsiya usullari tufayli zarur bo'lgan yuqori darajada o'tkazish qobiliyati va cheklovlari tufayli juda qiyin, ammo bu magnitli ravishda izolyatsiya qilingan va -485} -485 lozaligi mahsulotlari bilan o'zgarib turadi.
Yuqori quvurli yopiq motorni boshqarish dizaynidagi ikkita asosiy element - bu pwm modulyator mahsuloti va avtomobil bosqichidagi aloqa. Boshqarish bosqichi elektr stansiyasi kabi bir xil imkoniyatlarga ega bo'lishiga qarab, Xavfsiz izolyatsiya talab qilinadi. Ikkala holatda ham, yuqori darajadagi darvoza haydovchisini izolyatsiya qilish kerak, ammo izolyatsiyaning turli darajalarida - 3b-rasmda faqat 3b-rasmda, bu tugunlarning xususiyati, jismoniy xavfsizlik (ya'ni oqim).
3A-rasm. Quvvat bosqichi bilan boshqarish bosqichida
Joriy va kuchlanishni aniqlash uchun o'lchash texnikasi va topologiyalari
Transduct Selektsiya, joriy izolyatsiya talablari, ADC Selektsiya va tizim integratsiyasi, shuningdek tizim kuchi va er osti qismiga qarab farqlanadi. Yuqori sodiq o'lchovlari uchun signal konditsionerini amalga oshirish oson ish emas. Masalan, kichik signallarni tiklash yoki raqamli signallarni olib tashlash shovqinli muhitda bunday shovqin-suron, analog signallarini izolyatsiya qilish yanada qiyin. Ko'pgina hollarda, signal izolyatsiya sektori tizim dinamik ko'rsatkichlarini cheklaydigan fazali kechikishlarni joriy etadi. O'sqonli hozirgi aniqlanish ayniqsa qiyin, chunki ushbu tugunning elektr stansiyasi (inverter moduli) doirasida bir xil ayyorlik bilan ulangan va shuning uchun harakatlanish kuchlanish va o'tkinchi tendentsiyalar bo'yicha bir xil talablarga ega. Ommaviy boshqaruv tizimida amalga oshiriladigan o'lchov signal zanjiri (texnologiya, signal yoki ADC) uchta asosiy omilga bog'liq:
Tizimning nuqtai nazaridan yoki tuguni, bu nimani o'lchash kerakligini aniqlaydi.
Motorning kuchi va natijada ko'rsatilgan sensor tanlash darajasi - bu ajralib turadimi yoki yo'qmi. Sensorni tanlash ADC tanloviga, shu jumladan kon memoritekturasi, funktsionallik va analog kirish oralig'ida sezilarli ta'sir ko'rsatadi.
Oxirgi ariza. Bu aniqlanish signallari zanjirida yuqori aniqlik, yuqori aniqlik yoki tezlikni olish zarurligini boshqarishi mumkin. Masalan, kengroq tezlik oralig'ida sensorsiz nazoratni amalga oshirish ko'proq o'lchovlarni talab qiladi va yuqori darajada aniqlik talab etiladi. Oxirgi amaliy dastur ADC funktsionalligiga ehtiyoj ta'sir qiladi. Masalan, ko'p o'qni boshqarish ADCning yuqori sanosini talab qilishi mumkin.
Joriy va kuchlanish sensorlari
Avtomatik nazoratda ishlatiladigan eng keng tarqalgan oqim sensorlari bardoshli tikanlar, zal effektlari (u) sensorlar va joriy transformatorlar (CTS). To'qnashuvlarga rioya qilmaslik va yuqori oqimlarda yo'qotishlarga duch kelmasa ham, ular barcha sensorlarning eng pastaridir, eng past narxga ega va ikkalasida ham, DC o'lchovlari uchun ham mos keladi. Quvvatni yo'qotish uchun zarur bo'lgan signal darajasi, odatda, to'lovlarni 50 A yoki undan kam ga cheklovlarni cheklaydi. CT va u sensorlar yuqori oq nazarlarga xizmat ko'rsatishga imkon beradigan, lekin sensorlar o'zlarining harorati pastligi yoki yomon aniqlik bilan ta'minlaydilar, ular qimmatbaho ko'rinishga ega bo'lgan yoki oqibatlarga ko'ra kamroq echimga ega, bunga shunchalik aniqlik bilan, ulardan ko'ra aniqroq ta'sir ko'rsatadi.
Motor joriy o'lchash joylar va topologiyalar
Sensor turiga qo'shimcha ravishda, bir nechta motorli joriy o'lchash tugunlari mavjud. DCning o'rtacha avtobusi oqimi foydalanish uchun ishlatilishi mumkin, ammo yanada rivojlangan drayvlarda, motorli tamg'o asosiy fikrlar o'zgaruvchan sifatida ishlatiladi. To'g'ridan-to'g'ri faza o'rash oqimi yuqori ishlash tizimlari uchun juda mos keladi. Biroq, shamollatish oqimlari har bir pastki inverter filialida yoki DC avtobusida bitta shuntni ishlatib, bilvosita burilishni kamaytirish mumkin. Ushbu usullarning afzalliklari afzalliklarga ega bo'lishning afzalligi shundaki, uning barcha elektr ta'minoti keng tarqalgan, ammo DC havolasidan kesilgan oqimni qazib olish pwm kalitlariga sinxronlashtirishni talab qiladi. To'g'ridan-to'g'ri faza o'rash oqimlarining yuqoridagi aniqlanish usullaridan birini ishlatib, shundan keyin kuchli qarshilik signalini ajratish kerak. Yuqori umumiy rejim kuchaytirgich funktsional izolyatsiyani ta'minlaydi, ammo inson xavfsizligi izolyatsiyasi izolyatsiya kuchaytirgich yoki izolyator modulyator tomonidan ta'minlanishi kerak.
4-rasmda yuqorida tavsiflangan turli xil aloqa vositalarini ko'rsatadi. Garchi boshqaruv haqida fikr-mulohaza uchun ushbu parametrlardan faqat bittasi talab qilinsa ham, DC avtobus joriy signidan himoya qilish uchun zaxira signal sifatida foydalanish mumkin.
4-rasm. Ajratilgan va ajratilmagan motorli aloqa
Yuqorida aytib o'tilganidek, tizim kuchi va er osti qismini kerakli izolyatsiya tasnifini aniqlaydi va shu bilan aloqa variantlari tegishli. Tizimning maqsadli ishlashi sensor yoki o'lchash texnikasini tanlashiga ham ta'sir qiladi. Ishlash oralig'ida amalga oshirilishi mumkin bo'lgan ko'plab konfiguratsiyalar mavjud.
Quyi ishlashning misoli: umumiy potentsial, kontsentratsiya va nazorat bosqichlari A yoki B
Oyoqdan qochishlardan foydalanish eng iqtisodiy jihatdan biridirtepamotor oqimini o'lchash uchun xnish. Ushbu misolda, elektr toki bir xil bo'lgan kofirlarga ulangan joydatiNazorat bosqichiga ko'ra, ishlov berish uchun umumiy rejim mavjud emas va A va B vari vari variantlari to'g'ridan-to'g'ri signal holatini va ADCga ulanishi mumkin. Ushbu turdagi topologiya odatda kam quvvat va past pe-da topiladiRFMikroprosessorga kiritilgan ADC bilan ormace tizimi.
Yuqori ishlash misoli: Yerga ulangan boshqaruv bosqichi C, D, yoki E
Shu misolda inson xavfsizligi izolyatsiyasi talab qilinadi. S, D, E, D, va E-ni sezish opsiyalari mumkin. E varianti eng yuqori sifatli papbani ta'minlaydio'tkiruchta variant va yuqori ishlash tizimi bo'lgan KFpgayoki izolyatsiya qilingan modulyator signalining raqamli filtrini ta'minlaydigan tizimda boshqa ishlov berishning boshqa shakli. C variant uchun ADC tanlovi (u bilan yopilgan pastadir), an'anaviy ravishda yuqori darajadagi ADC-ning yangilanishlari bilan yuqori ko'rsatkichlarga erishish uchun eng past ko'rsatkichga erishish uchun aniq ko'rinishga ega bo'ladi. D varianti, ushbu konfiguratsiyada izolyatsiyalangan kuchaytirgich, V.A-ning keng tarqalgan rejim kuchaytirgichi, chunki xavfsizlik izolyatsiyasi talab qilinadi. Eskirgan kuchaytirgich spektaklni cheklaydi va shu sababli, ADC ADC yechimi etarli bo'lishi mumkin. Bu C yoki E variantlari bilan taqqoslaganda, ADC-ning umumiy zanjiri narxini pasaytirish uchun qo'shimcha komponentlar va ajratilgan kuchaytirgichlar bilan taqqoslashning eng past ko'rsatkichlarini ta'minlaydi.
Motorni boshqarish dizayni ko'p figurom bilan ko'p firog bilan ishlatilishi mumkin bo'lgan ko'plab topologiyalar mavjudRSXarajat, quvvat darajasi va ishlash darajasi kabi fikrlash. Ko'pgina tizim dizaynerlarining asosiy maqsadi, ularning xarajatlarining maqsadlari doirasida samaradorlikni oshirish maqsadida joriy his-tuyg'ularni takomillashtirishdir. Yuqori darajadagi dasturlar uchun amaldagi fikr-mulohazalar shunchaki samaradorlik emas, dinamik javob, akustik shovqin, akustik shovqin yoki tork ripple kabi boshqa tizimning ishlashi choralari uchun juda muhimdir. Ko'rinib turibdiki, past darajadan yuqori darajadagi ishlash davomiyligi aniqroms turli xil topologiyalarAILable va bu 5-rasmda juda past kuch va yuqori quvvat va yuqori darajadagi imkoniyatlarni aks ettirgan.
5-rasm. Joriy ravishda aniqlash topologiyasining amal qilish darajasi
Aktivlarni boshqarish tizimi dizaynerlarining ehtiyojlari, ehtiyojlari va natijasi
Sigma-delta modulyatorlari yakka tartibda Sigma-delta modulyatorlarini o'z ichiga olgan eng yuqori sifatli munosabatlarni ta'minlaydi. Tizingiz dizaynerlari orasida tebranish vositalaridan foydalanishga ko'chib o'tish uchun sezilarli tendentsiya mavjud va izolyatsiyalangan kengaytirgich yondoshuvidan emas, balki izolyatsiya qilingan modulyator yondashuviga o'tish uchun yana bir tendentsiya mavjud. Faqat sensorni almashtirish hisob-kitob materiallari (Bom) va PCBning kiritilishi narxini pasaytiradi va sensorlarning aniqligini oshiradi. Bunga chidamli tikoshlar magnit maydonlarga yoki mexanik tebranishga sezgir emas. Ko'pincha, u sensorlar dizaynerlarini O'ng tarafdorlari bilan almashtirish izolyatsiya kuchaytirgichni tanlashi va ADCni signal zanjirining o'zgarishi darajasini cheklash uchun avvalgi dizaynni tanlashda davom etishi mumkin. Biroq, yuqorida aytib o'tilganidek, ADCning ishlashidan qat'i nazar, izolyatsiya kuchaytirgichning ishlashi cheklanadi.
Izolyatsiya kuchaytirgich va ADCni izolyatsiya qilingan Sigma-delta modulyulyulyatorini almashtirish, uni 12-} {3}} {}}} 12- {}}} 12-} {}}} bittasiga almashtirishni juda yaxshilaydi. Analogni haddan tashqari olib tashlanadigan himoya vositalari ham yo'q qilinishi mumkin, chunki Sigma-Delta modulyulyulyator chiquvchilarini qayta ishlash uchun zarur bo'lgan raqamli filtrlar, shuningdek, OCP Looplarni yoqish uchun sozlanishi mumkin. Shuning uchun har qanday Bomni tahlil qilish nafaqat izolyatorni, Xom ADC va ular orasidagi signalni, balki OCP uchun ishlatiladigan signalni, shuningdek, OCP uchun ishlatiladigan belgilar mavjud. Analog inputsiyalari analog modulyator tomonidan doimiy ravishda tan olinadi va kirish ma'lumotlari 20 MGts ma'lumotlari darajasida raqamli chiqish oqimida joylashgan. Xome axborotni tegishli raqamli filtr bilan qayta qurish mumkin, odatda, aniq oqim o'lchovlari uchun. Konversiya bo'yicha ishlash qobiliyati yoki filtr bankining kechikishiga qarshi savdo qilish mumkin, bu qo'pol, tezroq filtrlar 2 mkt ordeni bilan tezkor javob berishi mumkin, IGBT himoyasi uchun ideal.
Rashgorning tikuv hajmi pasayishi talab qilinadi
Signal o'lchovining yonidan, Xastuk va quvvat sarfi va quvvat sarfi o'rtasidagi savdo-sotiq mavjud bo'lgan ba'zi bir muhim muammolar mavjud. Katta rezerlik qiymatlari Sigma-Delta modulyatorining to'liq doirasi yoki iloji boricha analog kirish oralig'i qo'llaniladi, shuning uchun dinamik diapazonni maksimal darajada oshiradi. Biroq, kattaroq reroror qiymatlari ham kuchlanishning pasayishiga olib keladi va I2 rezistorining yo'qolishi tufayli samaradorlikni pasaytiradi. O'z-o'zini isitish effektlari orqali nomuvofiqliklarga erishish katta qarshilik ko'rsatganda ham qiyin kechishi mumkin. Natijada, tizim dizaynerlari duch keladi, ular ko'plab modellar va motorlarga turli xil darajadagi ko'plab modellar va motorlarga xizmat ko'rsatishga yordam beradi. Dinamik diapazonni saqlash, shuningdek, motorning baholangan oqim va ikkalasini ham ishonchli ushlash zarurati bo'lishi mumkin. Tizim dizayn bo'yicha o'zgargandan so'ng, engil nazorat qilinadigan (masalan, 30% dan yuqori) nominal sifatida tanazzulga qarab (masalan, 30% dan yuqori) dan foydalanish qobiliyati. Peakning oqqrlari tezlashuv va yuk yoki moment o'zgarishi bilan bog'liq. Biroq, haydovchi dizaynida tizimdagi eng yuqori oqimlar odatda nominal oqimdir.
Ushbu muammolarga duch kelgan, tizim dizaynerlari Sigma-Delta modulyatorlarini kengroq dinamik chegaraga ega yoki noaniqlik va buzilish nisbati yaxshilanmoqda. Bugungi kunga qadar Sc modulyulyator mahsulotlari 16-}}}} bitikli rezolyutsiya va 12 tagacha samarali bitlar (Enob) bilan kafolatlangan ish taklif qilindi.
Sinad=(6.02 n {{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{= enob
Kam quvvatli drayverlardagi harakatlarga o'tish bilan, avtoulov haydovchilari ishlab chiqaruvchilari o'zlarining drayverlarining kuchlanish reytingini, ishlash va xarajatlarning sabablari uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan topologiyalarni oshirishga intilmoqda. Buning uchun shundan keyingina ko'pgina tuynuklarning yuqori darajadagi modulyulyatorlarining pasayishini kamaytirishni talab qiladigan juda katta boyliklarni keltirib chiqaradi.
Tizim dizaynerlari, xususan, servoy dizaynerlari analog-dan raqamli konversiya davrini kamaytirish yoki Sigma-Delta modulyatorlari va pulli filtrlar orqali guruhlarning kechikishini kamaytirishga intilmoqda. Yuqorida aytib o'tilganidek, konversiya spektaklini o'tkazish qobiliyati yoki filtr guruhining kechikishiga qarshi savdo qilish mumkin. Cocker, tezroq filtrlar tezroq javob berishlari mumkin, ammo ishlash hisobidan. Tizim dizayneri filtr uzunligi yoki qazib olish stavkasining ta'sirini tahlil qiladi va keyinchalik uning yakuniy dasturining ehtiyojlari asosida savdolarni amalga oshiradi. Moduulyulyatorning soat stavkasini oshirish yordam beradi, ammo ko'plab dizaynerlar Ad7401a uchun qabul qilinadigan maksimal soat stavkasida allaqachon operatsiya qilishadi. Soat kursi oshishining kamchiliklaridan biri radiatsiya va aralashuv (EMI) effektlari uchun imkoniyatdir. Soatning yuqori sur'atida yuqori ko'rsatkichli modulyum, natijada ishlashning kechikishi, natijada qisqa vaqt o'tishi bilan qisqa muddatli javob berish davrlari natijada ishlashning ta'siriga minimallashtirilmoqda.