정류기 제어

엔진명에 있는 «valve»라는 단어는 반도체 스위치를 의미하는 «valve»라는 단어에서 유래되었습니다. 따라서 원칙적으로 작동 모드가 제어되는 반도체 스위치의 특수 변환기에 의해 제어되는 경우 드라이브를 밸브 드라이브라고 부를 수 있습니다.

밸브 드라이브 자체는 회전자에 영구 자석이 있는 동기 기계와 자동 센서 기반 제어 시스템이 있는 전자 정류자(고정자 권선에 전원을 공급함)로 구성된 전기 기계 시스템입니다.

전통적으로 비동기 모터 또는 DC 기계가 설치되어 있는 많은 기술 분야에서 오늘날 자성 재료가 더 저렴해지고 반도체 전자 장치 및 제어 시스템의 기반이 매우 빠르게 발전함에 따라 밸브 모터를 종종 찾아볼 수 있습니다.

영구 자석 회전자 동기식 모터에는 여러 가지 장점이 있습니다.

• 브러시 수집 장치가 없으므로 모터 리소스가 더 길고 슬라이딩 접점이 있는 기계보다 신뢰성이 높으며 작동 회전 범위가 더 높습니다.

• 권선의 광범위한 공급 전압; 상당한 토크 과부하가 허용됩니다 — 5배 이상;

• 순간의 높은 역동성;

• 낮은 회전에서 토크를 보존하거나 높은 회전에서 출력을 보존하면서 속도를 조정할 수 있습니다.

• 90% 이상의 효율성;

• 최소 유휴 손실;

• 무게와 크기의 작은 특징.

네오디뮴-철-붕소 자석은 0.8T 정도의 간격, 즉 비동기식 기계 수준에서 유도를 완전히 생성할 수 있으며 이러한 로터의 주요 전자기 손실은 없습니다. 이것은 총 손실을 증가시키지 않고 회전자의 라인 부하를 증가시킬 수 있음을 의미합니다.

이것이 전기 기계 효율이 더 높은 이유입니다. 밸브 엔진 유도 모터와 같은 다른 브러시리스 기계에 비해. 같은 이유로 밸브 모터는 이제 주요 해외 및 국내 제조업체 카탈로그에서 가치 있는 위치를 차지합니다.

영구 자석 모터의 인버터 스위치 제어는 전통적으로 회전자 위치의 함수로 수행됩니다. 이렇게 달성된 고성능 특성은 자동화 시스템, 공작 기계, 로봇, 조작기, 좌표 장치, 가공 및 조립 라인, 안내 및 추적 시스템, 항공, 의료, 운송 등을 위한 중소형 전력 범위에서 밸브 작동을 매우 유망하게 만듭니다. . .g.

특히 도시 전기 운송을 위해 100kW 이상의 출력을 가진 트랙션 디스크 밸브 모터가 생산됩니다. 여기에서 네오디뮴-철-붕소 자석은 보자력을 높이고 자석의 작동 온도를 170 ° C로 높이는 합금 첨가제와 함께 사용되어 모터가 단기 5 배 전류 및 토크 과부하를 쉽게 견딜 수 있습니다.

잠수함, 육상 및 항공기용 스티어링 드라이브, 휠 모터, 세탁기 등 밸브 모터는 오늘날 여러 곳에서 유용한 용도로 사용됩니다.

밸브 모터는 직류(BLDC - 브러시리스 DC)와 교류(PMAC - 영구 자석 AC)의 두 가지 유형이 있습니다. DC 모터에서 권선의 사다리꼴 회전 EMF는 회전자 자석과 고정자 권선의 배열로 인해 발생하며 AC 모터에서 회전 기전력은 정현파입니다. 이 기사에서는 매우 일반적인 유형의 브러시리스 모터인 BLDC(직류) 제어에 대해 설명합니다.

DC 밸브 모터 및 그 제어 원리 BLDC 모터는 브러시 수집 블록 대신 작동하는 반도체 스위치가 있다는 점에서 구별됩니다. 직류 기계 고정자 권선 및 자기 회 전자 포함.

밸브 모터 정류자의 전환은 로터의 현재 위치에 따라 발생합니다(로터의 위치에 따라 다름). 대부분의 경우 고정자 권선은 별 연결 유도 모터와 동일한 3상이며 영구 자석 회전자의 구성이 다를 수 있습니다.

BLDC의 구동 모멘트는 고정자와 회전자의 자속 상호 작용의 결과로 형성됩니다. 고정자의 자속은 항상 영구 자석의 자속이 그것에 설치된 고정자의 자속과 방향이 일치합니다.

같은 방식으로 지구의 자기장은 나침반 바늘의 방향을 조정합니다. 즉, "자기장을 따라" 펼쳐집니다. 로터 위치 센서를 사용하면 흐름 사이의 각도를 90 ± 30 ° 수준으로 일정하게 유지할 수 있으며 이 위치에서 토크가 최대입니다.

BLDC 고정자 권선 전원 공급 장치 반도체 스위치는 세 가지 작동 위상의 전압 또는 전류를 스위칭하기 위한 하드 120° 알고리즘이 있는 제어 반도체 컨버터입니다.

회생 제동이 가능한 컨버터 전원 섹션의 기능 다이어그램의 예가 위 그림에 나와 있습니다. 여기에는 출력의 진폭-펄스 변조가 있는 인버터가 포함됩니다. IGBT 트랜지스터, 진폭은 덕분에 조정됩니다. 펄스 폭 변조 중간 DC 링크에서.

기본적으로 이를 위해 전력 제어 기능이 있는 자율 전압 또는 전류 인버터가 있는 사이리스터 주파수 변환기와 PWM 모드에서 제어되는 자율 전압 인버터가 있거나 출력 전류의 릴레이 조정이 있는 트랜지스터 주파수 변환기가 사용됩니다.

결과적으로 모터의 전기 기계적 특성은 자기 전기 또는 독립 여기가 있는 기존 DC 기계와 유사합니다. 따라서 BLDC 제어 시스템은 회전자 회전 및 전류 루프가 있는 DC 드라이브의 종속 좌표 제어의 고전적인 원리에 따라 구축됩니다. 고정자.

정류자의 올바른 작동을 위해 극 모터와 결합된 용량성 또는 유도성 이산 센서를 센서 ​​또는 시스템으로 사용할 수 있습니다. 영구 자석이 있는 홀 효과 센서 기반.

그러나 센서의 존재는 종종 기계 전체의 설계를 복잡하게 만들고 일부 응용 프로그램에서는 회전자 위치 센서를 전혀 설치할 수 없습니다. 따라서 실제로는 "센서리스" 제어 시스템을 사용하는 경우가 많습니다. 센서리스 제어 알고리즘은 인버터 단자와 회전자 또는 전원 공급 장치의 현재 주파수에서 직접 데이터 분석을 기반으로 합니다.

가장 널리 사용되는 센서리스 알고리즘은 현재 전원 공급 장치에서 분리된 모터의 위상 중 하나에 대한 EMF 계산을 기반으로 합니다. 0을 통한 오프 위상의 EMF 전환이 고정되고 90 °의 이동이 결정되며 다음 전류 펄스의 중간이 떨어지는 순간이 계산됩니다. 이 방법의 장점은 단순하지만 단점도 있습니다. 저속에서는 제로 크로싱 순간을 결정하기가 매우 어렵습니다. 감속은 일정한 회전 속도에서만 정확합니다.

한편, 보다 정확한 제어를 위해 회 전자의 위치를 ​​추정하는 데 복잡한 방법이 사용됩니다. 위상의 자속 연결에 따라 권선 EMF의 세 번째 고조파에 따라 위상 권선.

스트리밍 연결 모니터링의 예를 고려하십시오. 모터에 직사각형 전압 펄스가 공급될 때 BLDC 토크 리플은 25%에 도달하는 것으로 알려져 있으며, 그 결과 회전이 고르지 않아 아래의 속도 제어 한계가 생성됩니다. 따라서 폐쇄 제어 루프를 통해 고정자 위상에 정사각형에 가까운 전류가 형성됩니다.