انتخاب رمزگذار موتور برای درایوهای BLDC: وضوح، رابط و تناسب

دو نمونه اولیه موتورسیکلت الکتریکی با همان موتور هاب 10 اینچی، سیستم عامل کنترلر و بسته باتری یکسان به یک میز آزمایش رسیدند. یکی با سرعت راه رفتن با کششی نرم و قابل کنترل به جلو خزید. دیگری زیر 3 کیلومتر در ساعت تکان خورد و پس از بیست دقیقه شروع تپه، یک فاز پیچ در پیچ پخت. قطعات مکانیکی یکسان بودند. مسیر بازخورد نبود. یک موتور دارای یک رمزگذار افزایشی 1024 PPR، دیگری مجموعه ای از سه حسگر هال و یک جدول سیستم عامل بود که موقعیت روتور را بین مراحل کموتاسیون تخمین زده بود.

بیان این درس آسان است و در حین تهیه به راحتی فراموش می شود: در یک درایو همزمان بدون جاروبک یا آهنربای دائمی، رمزگذار موتور تصمیم می گیرد که کنترل کننده چقدر دقیق و با اطمینان می تواند بداند روتور کجاست. وضوح، رابط خروجی، نصب مکانیکی و محیط عملیاتی همگی یک عدد را تغذیه می کنند - کیفیت اطلاعات موقعیت که به حلقه کنترل می رسد. رمزگذار را به عنوان یک لوازم جانبی در نظر بگیرید و هزینه آن را به صورت موج گشتاور، اولین مقالات رد شده یا برگشت های میدانی پرداخت کنید.

کاری که یک رمزگذار موتور در داخل یک درایو حلقه بسته انجام می دهد

یک رمزگذار حرکت مکانیکی را به سیگنال الکتریکی تبدیل می کند که درایو می تواند آن را بشمارد، ساعت کند یا رمزگشایی کند. در یک درایو بدون جاروبک سه فاز، کنترلر برای تصمیم گیری در مورد زمان تعویض هر ماسفت، به زاویه الکتریکی روتور نیاز دارد. حسگرهای هال شش حالت گسسته را در هر چرخش الکتریکی ارائه می‌کنند: برای کموتاسیون شش مرحله‌ای کافی است، برای گشتاور کم‌سرعت بسیار درشت. یک رمزگذار موقعیت پیوسته را اضافه می کند - انواع افزایشی، پالس های مربعی A/B را با یک پالس شاخص اختیاری منتشر می کنند، در حالی که انواع مطلق یک مقدار موقعیت کدگذاری شده را در لحظه اعمال توان لحظه ای گزارش می کنند.

این تفاوت کل دستگاه را شکل می دهد، نه فقط حسگر را. با فیدبک افزایشی، کنترل کننده باید پس از هر چرخه قدرت، یک حرکت هومینگ را برای ایجاد یک مرجع صفر انجام دهد. با بازخورد مطلق، ماشین بلافاصله می‌داند کجاست، که برای شاسی روباتی که باید مسیری را بدون راه‌اندازی مرجع از سر بگیرد، و برای محورهای فرمان یا محرک که حرکت غیرمنتظره هنگام راه‌اندازی یک مسئله ایمنی است، مهم است. بیشتر درون یابی، فیلتر کردن و تشخیص عیب که زمانی در سخت افزار اختصاصی وجود داشت، اکنون در سیستم عامل قرار دارد، به همین دلیل است که نقش نرم افزار در کنترل موتور مدرن همچنان در حال گسترش است.

کنترلر موتور DC بدون جاروبک فوق العاده آرام A6 2422 برای سیستم هایی که وزن آنها افزایشی در مقابل بازخورد مطلق است، این کنترلر از ورودی هال یا رمزگذار مغناطیسی و کنترل بردار FOC پشتیبانی می کند. مشاهده محصول →

افزایشی یا مطلق: رمزگذار را با رفتار راه اندازی مطابقت دهید

با یک سوال شروع کنید: در 200 میلی ثانیه اول پس از چرخاندن کلید چه اتفاقی می افتد؟ اگر ماشین بتواند یک حرکت مرجع کند را تحمل کند، یک رمزگذار افزایشی ارزان‌تر و ساده‌تر است. اگر نمی تواند، بازخورد مطلق پاسخ صادقانه است و هزینه اضافی از ابتدا به جای طراحی مجدد شش ماه بعد به بودجه تعلق دارد.

وضوح، دقت و اعدادی که ارزش مقایسه دارند

وضوح افزایشی بر حسب پالس در هر دور نقل قول می شود. یک رمزگذار 1024 PPR که در چهار برابر مربع خوانده می شود، 4096 شمارش در هر دور به دست می دهد. در یک چرخ با قطر 250 میلی‌متر با محیط 785 میلی‌متر، یک شمارش تقریباً برابر با 0.19 میلی‌متر سفر است - قابل قبول برای کیلومتر شماری، حاشیه برای تعیین موقعیت دقیق. یک رمزگذار مطلق 17 بیتی 131072 شمارش در هر چرخش را ارائه می دهد، در حدود 0.006 میلی متر در همان چرخ، و وضوح آن با حرکت آهسته دستگاه از بین نمی رود.

رزولوشن دقت نیست. خطای درون یابی در داخل رمزگذار، خروج از مرکز شفت، ناهماهنگی کوپلینگ و تغییر دما همگی به خطای موقعیتی که کنترل کننده واقعاً می بیند اضافه می کند. از تامین کنندگان بودجه کل خطا را به جای رقم PPR سرفصل بخواهید، و نمونه ای را بر روی شفت واقعی به جای تجهیزات آزمایشگاهی آزمایش کنید. یک رمزگذار 4096 شمارشی که با 0.1 میلی‌متر برون‌مرکزی نصب شده است، می‌تواند بدتر از یک واحد 2048 شمارشی تمیز عمل کند.

رابط ها، کابل ها و سر و صدایی که بازخورد را خراب می کند

سازگاری رابط جایی است که تصمیمات خرید خراب می شود. یک کنترل کننده با ورودی های 3.3 ولت نمی تواند رمزگذار TTL 5 ولتی را بدون تغییر سطح بخواند و یک رمزگذار نوری می تواند 150 تا 250 میلی آمپر را از منبعی که برای سنسور هال اندازه گیری شده است بکشد. حداکثر فرکانس خروجی را نسبت به طول کابل بررسی کنید، تأیید کنید که درایو از پروتکل مطلقی که می‌خواهید بخرید پشتیبانی می‌کند، و به یاد داشته باشید که کابل‌های بلند با ظرفیت خازنی بالا لبه‌های سریع را دور می‌کنند تا زمانی که شمارش از بین برود. کابل محافظ جفت پیچ خورده که در انتهای کنترلر خاتمه یافته و حداقل 50 میلی متر از کابل های فاز موتور فاصله دارد، از بسیاری از این مشکلات جلوگیری می کند.

سمت کنترل کننده سزاوار بررسی دقیق است. حلقه‌های فعلی که با فرکانس ۱۰ تا ۲۰ کیلوهرتز کار می‌کنند، نمی‌توانند از وضوح بهتری نسبت به دوره نمونه‌برداری استفاده کنند، و درایوی که کنترل میدان‌گرا را به خوبی کنترل می‌کند، بازخورد خوب را به موج‌های گشتاور کم و راندمان بالاتر در کل محدوده سرعت تبدیل می‌کند.

کنترلر موتور DC بدون جاروبک با کارایی بالا A4 2313 برای درایوهای موتور سیکلت الکتریکی یا EV، این کنترلر کنترل بردار FOC را با CANBUS، بلوتوث و بازخورد هال یا رمزگذار مغناطیسی جفت می کند. مشاهده محصول →

تناسب مکانیکی و محیط: جایی که خرابی های میدان شروع می شود

رمزگذارها به دلایل مکانیکی بیشتر از موارد الکتریکی در میدان خراب می شوند. انواع مغناطیسی و القایی یک شکاف هوای مشخص را تحمل می کنند - معمولاً 0.5 تا 1.5 میلی متر بین سنسور و آهنربا - اما این شکاف باید از انبساط حرارتی، بازی یاتاقان و ضربه دوام بیاورد. خروجی شفت، شناور محوری و خروج از مرکز هاب سیگنال را تعدیل می کند و بازخورد موقعیت مدوله شده به صورت موج گشتاور یا نوسان سرعت در خودرو نشان داده می شود. قبل از انتخاب حسگر، محدودیت‌های خروجی را روی نقاشی مشخص کنید، سپس به جای اعتماد به بروشور تأمین‌کننده، آن‌ها را در مقاله اول اندازه‌گیری کنید.

محیط باعث انتخاب فناوری می شود. رمزگذارهای نوری بهترین وضوح و کمترین تحمل را برای گرد و غبار، غبار روغن و میعان ارائه می دهند. محفظه IP67 کمک می کند، اما مهر و موم فرسوده شفت را رفع نمی کند. رمزگذارهای مغناطیسی از گرد و غبار و آب جان سالم به در می‌برند اما در نزدیکی کابل‌های با جریان بالا یا سازه‌های فولادی بزرگ ضعیف می‌شوند. برای موتورهای بیرونی و تجهیزات ساحلی، اسپری نمک و خوردگی گالوانیکی، IP67 را با اتصالات کابلی درجه بندی دریایی به جای یک نقطه فروش، حداقل می کند.

برنامه ها و خواسته های هر کدام

مشخصات رمزگذار یکسان بسته به محل قرارگیری موتور نتایج بسیار متفاوتی ایجاد می کند:

• موتورسیکلت‌ها و اسکوترهای برقی: نرمی با سرعت کم و شروع در سربالایی بر برداشت اولیه مشتری غالب است، بنابراین وضوح مربع و کالیبراسیون زاویه الکتریکی بیش از دقت سرعت بالا اهمیت دارد.
• شاسی ربات و وسایل نقلیه هدایت خودکار: خطای کیلومتر شماری در یک جابجایی انباشته می شود، بنابراین شمارش در هر دور ضرب در قطر چرخ، بودجه ناوبری عملی را تعیین می کند.
• پیشرانه های ATV و UTV: گل و لای، عبور آب و ارتعاش، انتخاب را به سمت بازخورد مغناطیسی مهر و موم شده با تحمل سخاوتمندانه شکاف هوا سوق می دهد.
• موتورهای قایق الکتریکی: مقاومت در برابر خوردگی و یکپارچگی کابل، عمر مفید را تعیین می کند، نه وضوح را به تنهایی.

بسته بندی هم مهمه واحدهای میان‌درایو یکپارچه، سنسور را در داخل محفظه گیربکس قرار می‌دهند، جایی که غبار روغن و گرما همسایه‌های ثابتی هستند، و جایی که سنسور بدون باز کردن موتور قابل تعویض نیست. این ترتیب به بررسی اولیه مکانیکی و تامین‌کننده‌ای پاداش می‌دهد که کل پیشرانه را به جای حسگری که تنها بر اساس مشخصات فروخته می‌شود، درک می‌کند.

موتورهای درایو میانی B2B برای سیستم های درایو دوچرخه الکترونیکی این دسته موتور محرک میانی B2B را برای گزینه های کارخانه/تامین کننده، جفت شدن کنترلر و پشتیبانی پس از فروش مربوط به سیستم های یکپارچه درایو دوچرخه الکترونیکی مرور کنید. مشاهده محصول →

یک چک لیست اعتبار سنجی قبل از انتشار طرح

اکثر مشکلات رمزگذار دیر کشف می شوند زیرا آزمایش بر روی دیتاشیت تمرکز می کند تا اسمبلی. قبل از امضای نسخه تولید، این مراحل را طی کنید:

1. آنچه را که دستگاه باید در 200 میلی ثانیه اول پس از روشن شدن برق انجام دهد، تأیید کنید و اجازه دهید که پاسخ به صورت افزایشی در مقابل مطلق تصمیم بگیرد.
2. سطوح ولتاژ، پروتکل، جریان تغذیه و حداکثر فرکانس را با مرحله ورودی کنترل کننده واقعی مطابقت دهید.
3. خروجی شفت، خروج از مرکز و شکاف هوای حسگر را در اولین مقاله اندازه گیری کنید، نه روی یک صندلی نیمکت.
4. مونتاژ را در محدوده دمای کامل اجرا کنید و خطای موقعیت را در نهایت ثبت کنید.
5. تغییر زاویه الکتریکی را کالیبره کنید و آن را در هر دسته موتور ذخیره کنید، زیرا یک دسته ناهمتراز در همه جا موج گشتاور ایجاد می کند.
6. مسیر کابل و محافظت در برابر نویز تابشی و هدایت شده را بررسی کنید، در حالی که موتور بارگذاری شده است، نه در حالت آرام.
7. داده‌های سازگاری دسته به دسته و یک فرآیند اعلان تغییر مستند را درخواست کنید، زیرا یک مغناطیس یا بازبینی دیسک اعلام‌نشده، کالیبراسیون سیستم‌افزار شما را بی‌صدا می‌کند.

رمزگذار موتور قطعه ای نیست که در پایان پروژه خریداری شود و پس از آن پیچ و مهره شود. ابتدا رفتار راه اندازی، سپس وضوح مورد نیاز واقعی برنامه، سپس رابط و پوشش مکانیکی که می تواند آن وضوح را در محیط واقعی نگه دارد، تصمیم بگیرید. درایو ترکیبی را روی یک نیمکت بارگذاری شده بررسی کنید و رکورد کالیبراسیون را با دسته موتور نگه دارید.

فناوری Shanghai APT Power کنترل‌کننده‌های موتور DC بدون جاروبک، موتورهای درایو میانی و موتورهای هاب را دقیقاً در همین ترتیب می‌سازد و به جای فروش سخت‌افزار به صورت مجزا، سفت‌افزار کنترل‌کننده را با ویژگی‌های موتور مطابقت می‌دهد. چه برنامه یک موتورسیکلت الکتریکی، یک شاسی ربات، یک ATV یا یک قایق الکتریکی باشد، بازخورد موقعیت در اولین مکالمه مهندسی قرار دارد - نه در اولین ادعای گارانتی.