სen-სor-les მართვა: როგორ გამოიცნობს დამკვირვებელი ძრავის პოზიციას

ბევრი კონტროლერი ახერხებს ძრავის მართვას პოზიციის არანაირი სენსორის გარეშე: ამას ეწოდება მართვა სენსორის გარეშე, ანუ „sensorless“. შემდეგ კონტროლერი მუდმივად ითვლის, თუ სად იმყოფება როტორი, იმის მიხედვით, რასაც ის უკვე ზომავს. ამ გამოთვლას ეწოდება დამკვირვებელი. ეს სახელმძღვანელო ხსნის მის პრინციპს, ძლიერ მხარეებს და შეზღუდვებს.

პრინციპი: დინამოს მოსმენა

მბრუნავი მაგნიტური ძრავა არის გენერატორი: ის გამოიმუშავებს ძაბვას, ანუ საპირისპირო ელექტრომამოძრავებელ ძალას, რომელიც პროპორციულია მისი სიჩქარისა და ორიენტირებულია მაგნიტების პოზიციის მიხედვით. თუ ვიცით ეს ძაბვა, ვიცით როტორის კუთხეც.

კონტროლერს არ შეუძლია მისი პირდაპირ გაზომვა, რადგან ის თვითონ აწვდის კვებას ძრავას. მაგრამ მან იცის მის მიერ გამოყენებული ძაბვა და ზომავს დენს. გამოყენებული ძაბვა ნაწილდება სამ ნაწილად:

• ვარდნა გრაგნილების წინაღობაში, რომელიც პროპორციულია დენისა;
• ნაწილი, რომელსაც შთანთქავს ინდუქციურობა, დენის ცვლილებების პროპორციული;
• საპირისპირო ელექტრომამოძრავებელი ძალა, რასაც ვეძებთ.

გამოყენებული ძაბვიდან პირველი ორის გამოკლებით, რჩება მესამე. ეს არის დამკვირვებლის მთელი სამუშაო.

ნაკადის დამკვირვებელი

გავრცელებული მეთოდი მსჯელობს მაგნიტურ ნაკადზე და არა ძაბვაზე. დროში გამოყენებული ძაბვის ინტეგრირებით, ნაკლები წინაღობაში ვარდნა, ჩვენ ვიღებთ მთლიან ნაკადს, რომელსაც გრაგნილები ხედავენ. დენისგან გამოწვეული ნაწილის გამოკლებით (ინდუქციურობა გამრავლებული დენზე), რჩება მაგნიტების ნაკადი, რომლის მიმართულებაც იძლევა როტორის კუთხეს.

ინტეგრაციას აქვს ნაკლი: უმცირესი შეცდომა გროვდება და იწვევს შედეგის გადახრას. თანამედროვე დამკვირვებლები მას მუდმივად ასწორებენ იმის იძულებით, რომ შეფასებული ნაკადის ამპლიტუდა დარჩეს მაგნიტების ცნობილი ნაკადის ტოლი. სწორედ ამიტომ ძრავის დეტექცია ზომავს ამ ნაკადს.

მეორე საფეხური, ხშირად ფაზის მიყოლის მარყუჟი (PLL), ასწორებს მიღებულ კუთხეს და მისგან გამოჰყავს სიჩქარე.

რა აბნევს მას

• წინაღობა, რომელიც იცვლება სითბოსთან ერთად: ცხელი სპილენძი უფრო მეტად წინააღმდეგობას უწევს. ცუდად ცნობილი წინაღობა ამახინჯებს შეფასებას, განსაკუთრებით დაბალ სიჩქარეზე, სადაც საპირისპირო ელექტრომამოძრავებელი ძალა სუსტია. იხილეთ ჩვენი სახელმძღვანელო ძრავის გახურების შესახებ.
• ცუდად გაზომილი ინდუქციურობა: შეცდომა იზრდება დენთან და დენის ცვლილების სიჩქარესთან ერთად.
• მაგნიტები, რომლებიც სუსტდებიან გახურებისას: რეალური ნაკადი შორდება ცნობილ ნაკადს.
• არასრულყოფილი გაზომვები: დენის სენსორების გადახრა, რეალურად გამოყენებული ძაბვა განსხვავდება მითითებულისგან დაყოვნების დროის გამო.

გაჩერების შეზღუდვა

გაჩერებულ მდგომარეობაში ძრავა არ გამოიმუშავებს არანაირ ძაბვას: დამკვირვებელს არაფერი აქვს დასაკვირვებელი. ძალიან დაბალ სიჩქარეზე სიგნალი იმდენად სუსტია, რომ შეცდომები დომინირებს. სწორედ ამიტომ, სენსორის გარეშე მუშა ძრავა შეიძლება დაყოვნდეს ან აკანკალდეს დატვირთვის ქვეშ დაწყებისას, მაშინ როცა დაძვრის შემდეგ ის სრულყოფილად ტრიალებს.

არსებობს სამი გამოსავალი:

• ღია მარყუჟით დაძვრა: კონტროლერი ბრმაძალად ატრიალებს ველს სანამ ძრავა არ მიაღწევს სიჩქარეს, სადაც დამკვირვებელი გადაიბარებს მართვას;
• მაღალი სიხშირის ინექცია: კონტროლერი ამატებს პატარა სწრაფ სიგნალს და აკვირდება, თუ როგორ იცვლება ძრავის ინდუქციურობა კუთხესთან ერთად. ეს მუშაობს გაჩერებისას, განსაკუთრებით მკვეთრი გამოკვეთის მქონე ძრავებზე, როგორიცაა შიდა მაგნიტებიანი ძრავები;
• ჰოლის სენსორები დაძვრისას, შემდეგ კი დამკვირვებელზე გადასვლა მოძრაობისას: ეს არის ყველაზე გავრცელებული გადაწყვეტა თვითმავლებზე. იხილეთ ჩვენი სახელმძღვანელო პოზიციის სენსორების შესახებ.

რატომ არის სენსორის გარეშე მართვა ასე დაფასებული

• არანაირი სენსორი ჩასადგმელი, გასაყვანი, წყლისა და სითბოსგან დასაცავი.
• შეფასება ხშირად უფრო ზუსტია, ვიდრე ჰოლის სენსორებისა, როგორც კი ძრავა ტრიალებს.
• სარეზერვო გადაწყვეტა, როდესაც სენსორი ფუჭდება მოძრაობისას.