Clúdaíonn rialú gluaisne thionsclaíoch raon leathan feidhmchlár, ó rialú fean nó caidéil bunaithe ar inverter, go uathoibriú monarchan le rialtáin tiomántán AC níos sofaisticiúla, go feidhmeanna uathoibrithe ardchéime ar nós róbataic le rialuithe servo casta. Éilíonn na córais seo go leor athróg a bhrath agus a aiseolas, mar shampla sruth nó voltas foirceannadh mótair, sruth nó voltas bus DC, suíomh rótair agus luas. Braitheann roghnú na n-athróg agus an cruinneas tomhais is gá ar riachtanais deiridh an fheidhmchláir, ar ailtireacht an chórais, ar an spriocchostas córais, nó ar chastacht an chórais. Tá gnéithe eile ann, ar nós gnéithe breisluacha amhail monatóireacht a dhéanamh ar riochtaí. Ós rud é go n-ídíonn mótair leictreacha 40% de leictreachas an domhain, tá rialacháin idirnáisiúnta tar éis an fócas a mhéadú ar éifeachtúlacht an chórais ar fud na n-iarratas tionscail (féach Fíor 1).
Fíor 1. Raon na n-iarratas tiomáint tionsclaíoch
Athraíonn teicnící braite reatha agus voltais i dtopeolaíochtaí slabhra comharthaí rialaithe mótair éagsúla ag brath ar rátálacha cumhachta mótair, riachtanais feidhmíochta an chórais, agus an t-iarratas deiridh. Sa chás seo, athraíonn cur i bhfeidhm slabhra comhartha rialaithe mótair de réir roghnú braiteoirí, riachtanais leithlisithe reatha, roghnú ADC, comhtháthú córais, agus deighilt cumhachta / talún an chórais. Cé go mbíonn tionchar suntasach ag ceanglais leithlisithe de ghnáth ar an topology ciorcad deiridh agus ar an ailtireacht, díreoidh an páipéar seo ar fheabhsú na dtomhas braite reatha (mar cheann de na fachtóirí tionchar) chun córas rialaithe mótair níos éifeachtaí a bhaint amach.
Tomhais I agus V
Léirítear an slabhra comhartha rialaithe mótair ghinearálaithe i bhFíor 2. Ní tasc éasca é riochtú comharthaí chun tomhais dílseachta ard a bhaint amach. Tá dúshlán ar leith ag baint le braite reatha céime toisc go bhfuil an nód seo ceangailte leis an nód ciorcad céanna le haschuir an tiománaí geata laistigh de chroílár an mhodúil inverter, agus mar sin tá na ceanglais chéanna aige maidir le voltais a aonrú agus láimhseáil aistrithe aistrithe.
Fíor 2. Slabhra comhartha rialaithe mótair ghinearálta
Is iad na braiteoirí reatha is coitianta a úsáidtear i rialú mótair ná friotóirí shunt, Braiteoirí Éifeacht Halla (HES) agus Trasfhoirmeoirí Reatha (CT). Cé nach soláthraíonn friotóirí shunt aonrú agus tabhaítear caillteanais, is iad na braiteoirí is líneacha go léir, tá an costas is ísle acu, agus tá siad oiriúnach le haghaidh tomhais AC agus DC araon. De ghnáth cuireann an leibhéal laghdaithe comhartha a theastaíonn chun caillteanais chumhachta shunt a theorannú teorainn le feidhmchláir shunt go 50 A nó níos lú. Soláthraíonn CTanna agus HESanna leithlisiú dúchasach, rud a ligeann dóibh freastal ar chórais ard-srutha, ach tá siad níos costasaí mar gheall ar chruinneas tosaigh bocht nó cruinneas teochta bocht agus mar thoradh ar réitigh nach bhfuil chomh cruinn ná na cinn is féidir a bhaint amach le friotóirí shunt. Chomh maith leis na cineálacha braiteoirí, tá roinnt nóid tomhais srutha mótair le roghnú astu (mar a thaispeántar i bhFíor 3), agus is iad na tomhais foirceannadh díreacha i gcéim-an rogha iontach do na córais feidhmíochta is airde.
Fíor 3. Aiseolas srutha mótair leithlisithe agus neamh-aonraithe
Tá go leor topologí ann maidir le sruth mótair a bhrath agus go leor fachtóirí le breithniú ar nós costais, tomhaltas cumhachta agus leibhéil feidhmíochta, ach príomhsprioc don chuid is mó de dhearthóirí córais ná éifeachtúlacht a fheabhsú laistigh dá spriocanna costais.
Ó HES go Friotóirí Shunt
Déantar friotóirí shunt a chúpláil le modhnóirí scoite sigma-delta (Σ-Δ) chun aiseolas reatha den chaighdeán is airde a sholáthar (leibhéil reatha íseal go leor). Tá treocht shuntasach ann do dhearthóirí córais bogadh ó HES go friotóirí shunt, agus treocht eile chun bogadh go modhnóirí scoite seachas modhanna aimplitheoirí scoite. Go minic, nuair a chuireann dearthóirí córais friotóirí shunt in ionad HES, roghnaíonn siad aimplitheoirí leithlisithe agus leanann siad ar aghaidh ag baint úsáide as ADCanna a úsáideadh roimhe seo i ndearaí bunaithe ar HES. sa chás seo, beidh feidhmíocht teoranta ag an aimplitheoir leithlis, beag beann ar an bhfeidhmíocht analógach go-digiteach.
Má chuirtear modhnóir aonraithe sigma in ionad an aimplitheoir iargúlta agus an ADC, cuirfear deireadh leis an tranglam feidhmíochta agus feabhsófar go mór an dearadh, go hiondúil trína athrú ó mais aischothú 9-go 10-giotán go leibhéil 12-giotán. Is féidir an ciorcad cosanta forshrutha analógach (OCP) a dhíchur freisin, toisc gur féidir na scagairí digiteacha a theastaíonn chun aschuir modulator sigma-delta a phróiseáil a chumrú freisin chun lúba OCP tapa a chumasú.
D’fhéadfadh raon ionchuir difreálach ±250 mV a bheith ag modhnóirí atá ar fáil Σ-Δ, áit a n-úsáidtear scála iomlán ±320 mV le haghaidh OCP, atá oiriúnach do thomhais shunt friotacha. Déanann an modúlóir analógach na hionchuir analógacha a shampláil go leanúnach, agus tá an fhaisnéis ionchuir cuimsithe i sruth aschuir digiteach le ráta sonraí suas le 20 MHz. Is féidir an fhaisnéis amh a athchruthú le scagairí digiteacha cuí. Ós rud é gur féidir feidhmíocht chomhshó a thrádáil i gcoinne bandaleithead nó moill bainc scagaire, is féidir le scagairí níos garbh, níos tapúla OCPanna freagartha tapa a sholáthar ar ordú 2 μs, atá oiriúnach do chosaint IGBT.
Méid Friotóra Shunt a Laghdú
Ó thaobh tomhas comhartha de, tá roinnt príomhdhúshláin ann maidir le roghnú friotóirí shunt, toisc go bhfuil trádáil idir íogaireacht agus tomhaltas cumhachta. Is dúshlán freisin é neamhlíneacht de bharr éifeachtaí téimh féin- agus friotóirí ar luach níos airde á n-úsáid. Bíonn gnéithe trádála ag tabhairt aghaidh ar dhearthóirí atá níos measa fós ag an bhfíric go bhfuil gá go minic méid shunt a roghnú chun freastal ar go leor samhlacha agus mótair ag leibhéil reatha éagsúla. Is dúshlán é raon dinimiciúil a choinneáil i bhfianaise buaicsruthanna ar féidir leo sruth rátáilte an mhótair a roinnt uaireanta agus an gá an dá cheann a ghabháil go hiontaofa.
Agus iad ag tabhairt aghaidh ar na dúshláin seo, tá dearthóirí córais ag lorg modhnóirí delta sigma níos fearr a bhfuil raon dinimiciúil níos leithne nó comhartha feabhsaithe acu-go-cóimheas torainn agus saobhadh (SINAD). Go dtí seo, tá feidhmíocht ráthaithe le taifeach 16-giotán agus suas le 12 ghiotán éifeachtacha (ENOB) tar éis feidhmíocht ráthaithe a thairiscint do tháirgí modhnóra scoite Σ-Δ.
Fíor 4.Is modhnóir ardfheidhmíochta, dara hordú sigma-delta-an AD7403Modulator Sigma Delta Scoite Ardfheidhmíochta
Tacóidh modhnóirí sigma scoite feidhmíochta níos airde le raon leathan riachtanas i ndearaí rialaithe mótair thionsclaíocha agus feabhsóidh siad éifeachtúlacht cumhachta na dtiomántán mótair trí mhéid an fhriotóra shunt a laghdú. Sampla tionscail is ea modulator AD7403 ADI (féach Fíor 4). Is é an chéad ghlúin eile den AD7401A agus cuireann sé raon dinimiciúil níos leithne ag an ráta clog seachtrach céanna de 20 MHz. Ceadaíonn sé roghanna níos solúbtha um mhéid shunt agus ceadaíonn sé friotóirí shunt a úsáid in ionad HESanna ag leibhéil srutha níos airde. is gnách go mbíonn ENOB na sliseanna 14.2 giotán. Is féidir freagairt dhinimiciúil a fheabhsú freisin trí mhoill tomhais a laghdú. Tá scéim leithlisithe ag an ngléas freisin a bhfuil voltas níos airde aici in oibríocht leanúnach (VIORM) ná mar a bhí roimhe, a fheabhsaíonn éifeachtúlacht an chórais trí voltais bus DC níos airde agus sruthanna níos ísle.