रेक्टिफायर नियंत्रण

इंजिनच्या नावातील «वाल्व्ह» हा शब्द «वाल्व्ह» या शब्दापासून आला आहे, ज्याचा अर्थ सेमीकंडक्टर स्विच असा होतो. अशा प्रकारे, तत्त्वानुसार, ड्राईव्हला वाल्व ड्राइव्ह म्हटले जाऊ शकते जर त्याचे ऑपरेशनचे मोड नियंत्रित सेमीकंडक्टर स्विचच्या विशेष कनवर्टरद्वारे नियंत्रित केले जाते.

व्हॉल्व्ह ड्राइव्ह ही एक इलेक्ट्रोमेकॅनिकल प्रणाली आहे ज्यामध्ये रोटरवर कायम चुंबक असलेले सिंक्रोनस मशीन आणि स्वयंचलित सेन्सर-आधारित नियंत्रण प्रणालीसह इलेक्ट्रॉनिक कम्युटेटर (जे स्टेटर विंडिंगला शक्ती देते) असते.

तंत्रज्ञानाच्या त्या अनेक क्षेत्रांमध्ये जेथे अतुल्यकालिक मोटर्स किंवा डीसी मशीन्स पारंपारिकपणे स्थापित केल्या गेल्या आहेत, आज तंतोतंत वाल्व मोटर्स आढळू शकतात कारण चुंबकीय साहित्य स्वस्त झाले आहे आणि सेमीकंडक्टर इलेक्ट्रॉनिक्स आणि नियंत्रण प्रणालींचा आधार खूप वेगाने विकसित होतो.

स्थायी चुंबक रोटर सिंक्रोनस मोटर्सचे अनेक फायदे आहेत:

• ब्रशेस गोळा करण्यासाठी कोणतेही साधन नाही, म्हणून मोटर संसाधन लांब आहे आणि त्याची विश्वासार्हता स्लाइडिंग संपर्क असलेल्या मशीनपेक्षा जास्त आहे, याव्यतिरिक्त, ऑपरेटिंग क्रांतीची श्रेणी जास्त आहे;

• विंडिंग्सच्या पुरवठा व्होल्टेजची विस्तृत श्रेणी; लक्षणीय टॉर्क ओव्हरलोडला परवानगी आहे - 5 पेक्षा जास्त वेळा;

• क्षणाची उच्च गतिशीलता;

• कमी क्रांतीमध्ये टॉर्कच्या संरक्षणासह किंवा उच्च क्रांतीच्या वेळी शक्तीचे संरक्षण करून वेग समायोजित करणे शक्य आहे;

• 90% पेक्षा जास्त कार्यक्षमता;

• किमान निष्क्रिय तोटा;

• वजन आणि आकाराची लहान वैशिष्ट्ये.

निओडीमियम-लोह-बोरॉन चुंबक 0.8 टी च्या ऑर्डरच्या अंतरामध्ये, म्हणजे, एसिंक्रोनस मशीनच्या स्तरावर इंडक्शन तयार करण्यास पूर्णपणे सक्षम आहेत आणि अशा रोटरमध्ये मुख्य इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक नुकसान अनुपस्थित आहेत. याचा अर्थ असा की रोटरवरील लाइन लोड एकूण नुकसान न वाढवता वाढवता येते.

हे उच्च इलेक्ट्रोमेकॅनिकल कार्यक्षमतेचे कारण आहे. वाल्व इंजिन इतर ब्रशलेस मशीन्सच्या तुलनेत जसे की इंडक्शन मोटर्स. त्याच कारणास्तव, व्हॉल्व्ह मोटर्स आता आघाडीच्या परदेशी आणि देशांतर्गत उत्पादकांच्या कॅटलॉगमध्ये योग्य स्थान व्यापतात.

स्थायी चुंबक मोटरवरील इन्व्हर्टर स्विचचे नियंत्रण पारंपारिकपणे त्याच्या रोटर स्थितीचे कार्य म्हणून केले जाते. अशा प्रकारे प्राप्त केलेली उच्च कार्यक्षमता वैशिष्ट्ये ऑटोमेशन सिस्टम, मशीन टूल्स, रोबोट्स, मॅनिपुलेटर, समन्वय साधने, प्रक्रिया आणि असेंबली लाईन, मार्गदर्शन आणि ट्रॅकिंग सिस्टम, विमानचालन, औषध, वाहतूक इत्यादींसाठी लहान आणि मध्यम उर्जा श्रेणीमध्ये व्हॉल्व्ह अॅक्ट्युएशन खूप आशादायक बनवतात. . .g

विशेषतः, 100 किलोवॅटपेक्षा जास्त शक्ती असलेल्या ट्रॅक्शन डिस्क वाल्व्ह मोटर्स शहरी विद्युत वाहतुकीसाठी तयार केल्या जातात. येथे, निओडीमियम-लोह-बोरॉन चुंबक मिश्रित पदार्थांसह वापरले जातात जे जबरदस्ती शक्ती वाढवतात आणि चुंबकाचे ऑपरेटिंग तापमान 170 डिग्री सेल्सिअस पर्यंत वाढवतात, जेणेकरुन मोटार अल्प-मुदतीच्या पाच-पट प्रवाह आणि टॉर्क ओव्हरलोड्सचा सहज सामना करू शकेल.

पाणबुडी, जमीन आणि विमाने, व्हील मोटर्स, वॉशिंग मशिनसाठी स्टीयरिंग ड्राइव्ह - व्हॉल्व्ह मोटर्स आज बर्‍याच ठिकाणी उपयुक्त आहेत.

व्हॉल्व्ह मोटर्स दोन प्रकारचे असतात: डायरेक्ट करंट (BLDC — ब्रशलेस DC) आणि अल्टरनेटिंग करंट (PMAC — कायम चुंबक AC). डीसी मोटर्समध्ये, रोटर मॅग्नेट आणि स्टेटर विंडिंग्सच्या व्यवस्थेमुळे विंडिंग्समध्ये रोटेशनचे ट्रॅपेझॉइडल ईएमएफ असते. एसी मोटर्समध्ये, रोटेशनचे इलेक्ट्रोमोटिव्ह फोर्स सायनसॉइडल असते. या लेखात आपण ब्रशलेस मोटर - BLDC (डायरेक्ट करंट) च्या अगदी सामान्य प्रकारच्या नियंत्रणाबद्दल बोलू.

डीसी व्हॉल्व्ह मोटर आणि त्याचे नियंत्रण तत्त्व BLDC मोटर्स हे वैशिष्ट्यपूर्ण असलेल्या ब्रश-कलेक्टिंग ब्लॉकऐवजी कार्य करणाऱ्या सेमीकंडक्टर स्विचच्या उपस्थितीने ओळखले जातात. डीसी मशीन्स स्टेटर विंडिंग आणि चुंबकीय रोटरसह.

वाल्व मोटर कम्युटेटरचे स्विचिंग रोटरच्या वर्तमान स्थितीवर अवलंबून असते (रोटरच्या स्थितीवर अवलंबून). बहुतेकदा, स्टेटर वळण तीन-टप्प्याचे असते, तारा-कनेक्ट केलेल्या इंडक्शन मोटरसारखेच असते आणि कायम चुंबक रोटरचे बांधकाम वेगळे असू शकते.

बीएलडीसी मधील ड्रायव्हिंग क्षण स्टेटर आणि रोटरच्या चुंबकीय प्रवाहांच्या परस्परसंवादाच्या परिणामी तयार होतो: स्टेटरचा चुंबकीय प्रवाह नेहमीच रोटरला अशा स्थितीत फिरवतो की स्थायी चुंबकांचा चुंबकीय प्रवाह त्यावर स्थापित केलेले स्टेटरच्या चुंबकीय प्रवाहाच्या दिशेने एकरूप होते.

त्याच प्रकारे, पृथ्वीचे चुंबकीय क्षेत्र होकायंत्राच्या सुईला दिशा देते - ती "क्षेत्राच्या बाजूने" उलगडते. रोटर पोझिशन सेन्सर आपल्याला प्रवाहांमधील कोन 90 ± 30 ° च्या पातळीवर स्थिर ठेवण्याची परवानगी देतो, या स्थितीत टॉर्क जास्तीत जास्त असतो.

BLDC स्टेटर विंडिंग पॉवर सप्लाय सेमीकंडक्टर स्विच हे तीन ऑपरेटिंग टप्प्यांचे व्होल्टेज किंवा करंट स्विच करण्यासाठी कठोर 120 ° अल्गोरिदम असलेले नियंत्रित सेमीकंडक्टर कनवर्टर आहे.

रिजनरेटिव्ह ब्रेकिंगच्या शक्यतेसह कन्व्हर्टरच्या पॉवर सेक्शनच्या फंक्शनल डायग्रामचे उदाहरण वरील आकृतीमध्ये दर्शविले आहे. येथे, आउटपुटचे मोठेपणा-पल्स मॉड्यूलेशनसह इन्व्हर्टर समाविष्ट केले आहे IGBT ट्रान्झिस्टर, आणि मोठेपणा समायोजित केले आहे धन्यवाद पल्स रुंदी मॉड्यूलेशन इंटरमीडिएट डीसी लिंकवर.

मूलभूतपणे, या उद्देशासाठी, स्वायत्त व्होल्टेज असलेले थायरिस्टर फ्रिक्वेंसी कन्व्हर्टर किंवा पॉवर कंट्रोलसह करंट इन्व्हर्टर आणि पीडब्ल्यूएम मोडमध्ये नियंत्रित स्वायत्त व्होल्टेज इन्व्हर्टरसह किंवा आउटपुट करंटच्या रिले रेग्युलेशनसह ट्रान्झिस्टर फ्रिक्वेंसी कन्व्हर्टर वापरले जातात.

परिणामी, मोटरची इलेक्ट्रोमेकॅनिकल वैशिष्ट्ये मॅग्नेटोइलेक्ट्रिक किंवा स्वतंत्र उत्तेजनासह पारंपारिक डीसी मशीनसारखीच असतात, म्हणूनच बीएलडीसी नियंत्रण प्रणाली रोटर क्रांती आणि वर्तमान लूपसह डीसी ड्राइव्हच्या स्लेव्ह कोऑर्डिनेट कंट्रोलच्या शास्त्रीय तत्त्वानुसार तयार केली जाते. स्टेटर.

कम्युटेटरच्या योग्य ऑपरेशनसाठी, पोल मोटरसह कॅपेसिटिव्ह किंवा प्रेरक स्वतंत्र सेन्सर सेन्सर किंवा सिस्टम म्हणून वापरला जाऊ शकतो. स्थायी चुंबकांसह हॉल इफेक्ट सेन्सर्सवर आधारित.

तथापि, सेन्सरची उपस्थिती बहुतेक वेळा संपूर्ण मशीनच्या डिझाइनमध्ये गुंतागुंत करते आणि काही अनुप्रयोगांमध्ये रोटर पोझिशन सेन्सर अजिबात स्थापित केला जाऊ शकत नाही. म्हणून, सराव मध्ये, ते अनेकदा "सेन्सरलेस" नियंत्रण प्रणाली वापरण्याचा अवलंब करतात. सेन्सरलेस कंट्रोल अल्गोरिदम थेट इन्व्हर्टर टर्मिनल्सवरून डेटाच्या विश्लेषणावर आणि रोटर किंवा पॉवर सप्लायच्या वर्तमान वारंवारतेवर आधारित आहे.

सर्वात लोकप्रिय सेन्सरलेस अल्गोरिदम मोटरच्या एका टप्प्यासाठी ईएमएफची गणना करण्यावर आधारित आहे, या क्षणी वीज पुरवठ्यापासून डिस्कनेक्ट केले आहे. शून्यातून ऑफ फेजचे EMF संक्रमण निश्चित केले आहे, 90 ° ची शिफ्ट निश्चित केली आहे, पुढील वर्तमान नाडीच्या मध्यभागी पडलेल्या वेळेची गणना केली जाते. या पद्धतीचा फायदा म्हणजे त्याची साधेपणा, परंतु तोटे देखील आहेत: कमी वेगाने, शून्य क्रॉसिंगचा क्षण निश्चित करणे खूप कठीण आहे; घसरण केवळ स्थिर रोटेशनल वेगाने अचूक असेल.

दरम्यान, अधिक अचूक नियंत्रणासाठी, रोटरच्या स्थितीचा अंदाज घेण्यासाठी जटिल पद्धती वापरल्या जातात: फेजच्या फ्लक्सच्या कनेक्शननुसार, विंडिंग्सच्या ईएमएफच्या तिसऱ्या हार्मोनिकनुसार, इंडक्टन्समधील बदलांनुसार. फेज windings.

स्ट्रीमिंग कनेक्शनचे निरीक्षण करण्याचे उदाहरण विचारात घ्या. जेव्हा मोटरला आयताकृती व्होल्टेज डाळी पुरवल्या जातात तेव्हा BLDC टॉर्क रिपल 25% पर्यंत पोहोचते, परिणामी असमान रोटेशन होते, खाली वेग नियंत्रण मर्यादा तयार होते. म्हणून, बंद नियंत्रण लूपद्वारे स्टेटर टप्प्यात चौरस आकाराच्या जवळचे प्रवाह तयार होतात.