सुधारक नियंत्रण

इंजन के नाम में "वाल्व" शब्द "वाल्व" शब्द से आया है, जिसका अर्थ अर्धचालक स्विच है। इस प्रकार, सिद्धांत रूप में, ड्राइव को वाल्व ड्राइव कहा जा सकता है यदि इसके संचालन का तरीका नियंत्रित अर्धचालक स्विच के एक विशेष कनवर्टर द्वारा नियंत्रित किया जाता है।

वाल्व ड्राइव अपने आप में एक इलेक्ट्रोमैकेनिकल सिस्टम है जिसमें रोटर पर स्थायी मैग्नेट के साथ एक सिंक्रोनस मशीन और एक स्वचालित सेंसर-आधारित नियंत्रण प्रणाली के साथ एक इलेक्ट्रॉनिक कम्यूटेटर (जो स्टेटर वाइंडिंग को शक्ति देता है) शामिल है।

प्रौद्योगिकी के उन कई क्षेत्रों में जहां अतुल्यकालिक मोटर्स या डीसी मशीनें परंपरागत रूप से स्थापित की गई हैं, आज सटीक रूप से वाल्व मोटर्स को अक्सर पाया जा सकता है क्योंकि चुंबकीय सामग्री सस्ती हो जाती है और सेमीकंडक्टर इलेक्ट्रॉनिक्स और नियंत्रण प्रणाली का आधार बहुत तेजी से विकसित होता है।

स्थायी चुंबक रोटर तुल्यकालिक मोटर्स के कई फायदे हैं:

• ब्रश इकट्ठा करने के लिए कोई उपकरण नहीं है, इसलिए मोटर संसाधन लंबा है और इसकी विश्वसनीयता स्लाइडिंग संपर्कों वाली मशीनों की तुलना में अधिक है, इसके अलावा, ऑपरेटिंग क्रांतियों की सीमा अधिक है;

• वाइंडिंग्स की आपूर्ति वोल्टेज की एक विस्तृत श्रृंखला; महत्वपूर्ण टोक़ अधिभार की अनुमति है - 5 गुना से अधिक;

• पल की उच्च गतिशीलता;

• कम क्रांतियों पर टोक़ के संरक्षण या उच्च क्रांतियों पर शक्ति के संरक्षण के साथ गति को समायोजित करना संभव है;

• दक्षता 90% से अधिक;

• न्यूनतम निष्क्रिय नुकसान;

• वजन और आकार की छोटी विशेषताएं।

नियोडिमियम-आयरन-बोरॉन मैग्नेट 0.8 टी के क्रम के अंतराल में एक प्रेरण बनाने में पूरी तरह से सक्षम हैं, जो कि अतुल्यकालिक मशीनों के स्तर पर है, और ऐसे रोटर में मुख्य विद्युत चुम्बकीय नुकसान अनुपस्थित हैं। इसका मतलब है कि कुल नुकसान को बढ़ाए बिना रोटर पर लाइन लोड बढ़ाया जा सकता है।

यह उच्च विद्युत यांत्रिक दक्षता का कारण है। वाल्व इंजन इंडक्शन मोटर्स जैसी अन्य ब्रशलेस मशीनों की तुलना में। इसी कारण से, वाल्व मोटर्स अब प्रमुख विदेशी और घरेलू निर्माताओं के कैटलॉग में एक योग्य स्थान पर हैं।

एक स्थायी चुंबक मोटर पर इन्वर्टर स्विच का नियंत्रण पारंपरिक रूप से इसके रोटर की स्थिति के कार्य के रूप में किया जाता है। इस प्रकार हासिल की गई उच्च प्रदर्शन विशेषताओं ने ऑटोमेशन सिस्टम, मशीन टूल्स, रोबोट, मैनिपुलेटर्स, कोऑर्डिनेट डिवाइसेस, प्रोसेसिंग और असेंबली लाइन्स, गाइडेंस और ट्रैकिंग सिस्टम्स, एविएशन, मेडिसिन, ट्रांसपोर्ट आदि के लिए छोटे और मध्यम पावर रेंज में वॉल्व एक्चुएशन को बहुत आशाजनक बना दिया है। . ।जी।

विशेष रूप से, शहरी विद्युत परिवहन के लिए 100 kW से अधिक की शक्ति वाले कर्षण डिस्क वाल्व मोटर्स का उत्पादन किया जाता है। यहां, नियोडिमियम-आयरन-बोरॉन मैग्नेट का उपयोग मिश्र धातु एडिटिव्स के साथ किया जाता है जो जबरदस्त बल को बढ़ाते हैं और मैग्नेट के ऑपरेटिंग तापमान को 170 ° C तक बढ़ा देते हैं, ताकि मोटर आसानी से अल्पकालिक पांच गुना करंट और टॉर्क ओवरलोड का सामना कर सके।

पनडुब्बियों के लिए स्टीयरिंग ड्राइव, भूमि और विमान, व्हील मोटर्स, वाशिंग मशीन-वाल्व मोटर्स आज कई जगहों पर उपयोगी अनुप्रयोग पाते हैं।

वाल्व मोटर्स दो प्रकार की होती हैं: डायरेक्ट करंट (BLDC - ब्रशलेस DC) और अल्टरनेटिंग करंट (PMAC - स्थायी चुंबक AC)। डीसी मोटर्स में, रोटर मैग्नेट और स्टेटर वाइंडिंग की व्यवस्था के कारण वाइंडिंग्स में ट्रेपेज़ॉइडल ईएमएफ रोटेशन होता है। एसी मोटर्स में, रोटेशन का इलेक्ट्रोमोटिव बल साइनसॉइडल होता है। इस लेख में हम एक बहुत ही सामान्य प्रकार के ब्रशलेस मोटर - BLDC (डायरेक्ट करंट) के नियंत्रण के बारे में बात करेंगे।

डीसी वाल्व मोटर और इसके नियंत्रण सिद्धांत बीएलडीसी मोटर्स को सेमीकंडक्टर स्विच की उपस्थिति से अलग किया जाता है जो ब्रश-संग्रह ब्लॉक के बजाय कार्य करता है जो कि विशेषता है डीसी मशीनें स्टेटर वाइंडिंग और चुंबकीय रोटर के साथ।

रोटर की वर्तमान स्थिति (रोटर की स्थिति के आधार पर) के आधार पर वाल्व मोटर कम्यूटेटर का स्विचिंग होता है। सबसे अधिक बार, स्टेटर वाइंडिंग तीन-चरण होती है, जो स्टार-कनेक्टेड इंडक्शन मोटर के समान होती है, और स्थायी चुंबक रोटर का निर्माण अलग हो सकता है।

BLDC में ड्राइविंग पल स्टेटर और रोटर के चुंबकीय प्रवाह के संपर्क के परिणामस्वरूप बनता है: स्टेटर का चुंबकीय प्रवाह हर समय रोटर को ऐसी स्थिति में घुमाता है कि स्थायी चुंबक का चुंबकीय प्रवाह उस पर स्थापित स्टेटर के चुंबकीय प्रवाह के साथ दिशा में मेल खाता है।

उसी तरह, पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र कम्पास सुई को उन्मुख करता है - यह इसे "क्षेत्र के साथ" प्रकट करता है। रोटर स्थिति संवेदक आपको 90 ± 30 ° के स्तर पर प्रवाह के बीच के कोण को स्थिर रखने की अनुमति देता है, इस स्थिति में टोक़ अधिकतम होता है।

BLDC स्टेटर वाइंडिंग पावर सप्लाई सेमीकंडक्टर स्विच एक नियंत्रित सेमीकंडक्टर कन्वर्टर है जिसमें तीन ऑपरेटिंग चरणों के वोल्टेज या धाराओं को स्विच करने के लिए हार्ड 120 ° एल्गोरिथम है।

पुनर्योजी ब्रेकिंग की संभावना के साथ एक कनवर्टर के पावर सेक्शन के कार्यात्मक आरेख का एक उदाहरण ऊपर की आकृति में दिखाया गया है। यहां, आउटपुट के आयाम-पल्स मॉड्यूलेशन वाला इन्वर्टर शामिल है आईजीबीटी ट्रांजिस्टर, और आयाम को धन्यवाद के लिए समायोजित किया गया है पल्स चौड़ाई उतार - चढ़ाव एक मध्यवर्ती डीसी लिंक पर।

मूल रूप से, इस प्रयोजन के लिए, एक स्वायत्त वोल्टेज के साथ थाइरिस्टर आवृत्ति कन्वर्टर्स या पीडब्लूएम मोड में नियंत्रित एक स्वायत्त वोल्टेज इन्वर्टर के साथ ट्रांजिस्टर आवृत्ति कन्वर्टर्स या आउटपुट करंट के रिले विनियमन के साथ ट्रांजिस्टर आवृत्ति कन्वर्टर्स का उपयोग किया जाता है।

नतीजतन, मोटर की इलेक्ट्रोमेकैनिकल विशेषताएं मैग्नेटोइलेक्ट्रिक या स्वतंत्र उत्तेजना के साथ पारंपरिक डीसी मशीनों के समान होती हैं, यही कारण है कि बीएलडीसी नियंत्रण प्रणाली रोटर क्रांतियों और वर्तमान लूप के साथ डीसी ड्राइव के दास समन्वय नियंत्रण के शास्त्रीय सिद्धांत के अनुसार बनाई गई है। स्टेटर।

कम्यूटेटर के सही संचालन के लिए, पोल मोटर के साथ मिलकर कैपेसिटिव या इंडक्टिव डिस्क्रीट सेंसर को सेंसर या सिस्टम के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है स्थायी चुम्बकों के साथ हॉल इफेक्ट सेंसर पर आधारित.

हालाँकि, सेंसर की उपस्थिति अक्सर मशीन के डिज़ाइन को समग्र रूप से जटिल बना देती है, और कुछ अनुप्रयोगों में रोटर स्थिति सेंसर को बिल्कुल भी स्थापित नहीं किया जा सकता है। इसलिए, व्यवहार में, वे अक्सर "सेंसरलेस" नियंत्रण प्रणालियों के उपयोग का सहारा लेते हैं। सेंसर रहित नियंत्रण एल्गोरिथ्म सीधे इन्वर्टर टर्मिनलों और रोटर या बिजली आपूर्ति की वर्तमान आवृत्ति से डेटा के विश्लेषण पर आधारित है।

सबसे लोकप्रिय सेंसर रहित एल्गोरिथ्म मोटर के चरणों में से एक के लिए ईएमएफ की गणना पर आधारित है, जो इस समय बिजली की आपूर्ति से डिस्कनेक्ट हो गया है। शून्य के माध्यम से बंद चरण का EMF संक्रमण तय किया गया है, 90 ° की एक पारी निर्धारित की जाती है, उस समय की गणना की जाती है जिस पर अगली वर्तमान नाड़ी का मध्य गिरना चाहिए। इस पद्धति का लाभ इसकी सादगी है, लेकिन इसके नुकसान भी हैं: कम गति पर, शून्य क्रॉसिंग के क्षण को निर्धारित करना काफी कठिन है; मंदी केवल एक स्थिर घूर्णी गति पर सटीक होगी।

इस बीच, अधिक सटीक नियंत्रण के लिए, रोटर की स्थिति का अनुमान लगाने के लिए जटिल तरीकों का उपयोग किया जाता है: चरणों के प्रवाह के कनेक्शन के अनुसार, वाइंडिंग्स के ईएमएफ के तीसरे हार्मोनिक के अनुसार, अधिष्ठापन में परिवर्तन के अनुसार चरण घुमावदार।

स्ट्रीमिंग कनेक्शन की निगरानी के एक उदाहरण पर विचार करें। बीएलडीसी टोक़ लहर जब मोटर को आयताकार वोल्टेज दालों के साथ आपूर्ति की जाती है, तो 25% तक पहुंचने के लिए जाना जाता है, जिसके परिणामस्वरूप असमान रोटेशन होता है, जिससे गति नियंत्रण सीमा नीचे हो जाती है। इसलिए, बंद नियंत्रण छोरों के माध्यम से स्टेटर चरणों में चौकोर आकार के करीब धाराएं बनती हैं।