Scéim um leithlisiú rialaithe mótair ag baint úsáide as teicneolaíocht iCoupler
Éilíonn iarratais robotic rialú beacht ar na mótair a thiomsaíonn go leor hailt meaisín. Ní mór go mbeadh a fhios ag an gcóras rialaithe suíomhanna suímh na n-arm agus na ngníomhairí éagsúla robot chun oibriú sábháilte agus iontaofa a chinntiú. Chun a bheith éifeachtach, ní mór duit tuilleadh eolais a fháil maidir le tairiscint an rotor sa mhótar-thithíocht i níos doimhne.
Gan eolas ar uillinn an rotor (éasca le sleamhnán faoi ualaí ard), féadfaidh an rialtóir leictreonaice iomarca a chur ar fáil i láthair na huaire, ach níl ach teas ag teastáil. D'fhonn tuiscint a fháil ar staid an stáitse agus an rothlaithe, is é athraitheach reatha an algartam rialaithe ná leibhéal reatha na dtithe foirceannadh mótair. Go coincheapúil, is athróg costas í seo atá éasca le monatóireacht a dhéanamh toisc nach mbaineann sé ach nasc a sholáthar ón mótar go dtí an ciorcad rialaithe. Mar sin féin, tá go leor fachtóirí ann a chaithfear a mheas lena chinntiú go bhfuil an comhartha chomh cruinn agus is féidir. Is féidir le hairíonna braiteadh suímh míchruinn agus tomhaltas fuinnimh gan ghá a mhéadú.
Is iad na braiteoirí reatha is coitianta a úsáidtear i rialú mótair ná friotóirí shunt, braiteoirí éifeacht Halla agus claochladáin reatha. Soláthraíonn na feistí deiridh dá leithéid aonrú, rud a chiallaíonn go bhfuil costas foriomlán á mhéadú ag déileáil le cumhacht ard. De ghnáth, cuirtear ciorcaid fhriotóra shunt teoranta le sruthanna 50A nó níos lú a thomhas, ach bíonn an buntáiste acu go bhfuil an líneacht freagartha is airde acu i bhfeistí braiteoirí agus ar chostas níos ísle. Tá na feistí seo oiriúnach freisin do thomhais AC agus DC.
Is féidir torthaí cruinn agus íogair a bhaint amach tríd an friotóir shunt a chomhrac leis an modulator delta-sigma. Cuidíonn teicnící samplála agus scagtha lárnach triantáin chun éifeachtaí torainn iomarcacha a shárú agus tacaíocht a thabhairt go maith os cionn réiteach 12-giotán. Is modúlálaí delta-sigma Texas Instruments 'atá deartha d'iarratais ionstraimíochta lena n-áirítear rialú mótair. Is é an gléas seo modúlóir deta-sigma dara-ordú, dara-ordú atá deartha le haghaidh comhshó aschur digiteach go digiteach ó DC go 39kHz. Is é sraith uimhreacha 1 agus 0 aschur an tiontaire seo a bhfuil a meán ama comhréireach leis an voltas ionchuir aschur. Is buntáiste a bhaineann le comhartha modhnóir delta-sigma scagtha a úsáid go bhféadfaí foinse torainn cainníochtaithe agus an fhoinse torainn iomarcach a thiontú go minicíochtaí ard, agus é a dhéanamh níos éasca scagadh amach tríd an scagaire pas íseal.
Trí úsáid a bhaint as modulator in ionad tiontaire iomlán aschur go digiteach, is féidir le dearthóirí feidhmíocht scagtha digiteach a choigeartú chun na ceanglais rialaithe mótair a chomhlíonadh is fearr. Áirítear leis sin sioncrónú dian le himeachtaí aistrithe trasraitheora sa chuaird droichead H a sholáthraíonn cumhacht don mhótar féin. Is féidir an scagaire féin a chur i bhfeidhm trí úsáid a bhaint as próiseálaí comhartha digiteach (DSP), microcontroller, nó réimse geata ríomhchláraithe réimse (FPGA), ag brath ar na spriocanna costais agus feidhmíochta. Trí scagaire saincheaptha a úsáid, is fearr a roghnú idir an freagra neamhbhuan agus an réiteach deiridh samplála. Tá ardchruinneas níos airde ag ráta róshampála níos airde, ach tá ráta nuashonraithe luach níos ísle ann - laghdaíonn róshampáil laghdú ar réitigh ach soláthraíonn sé ráta athnuachana níos airde.
I dtéarmaí próiseála sonraí, tá comparáid idir tiontaire analógach go digiteach comhfhogasú comhleanúnach (SAR) ina dhiaidh sin. Trí úsáid a bhaint as tiontaire SAR, is féidir sampláil a dhéanamh le cabhair ó chuaird sampla-agus-shealbhú, rud a ligeann don dearthóir córas rialú a dhéanamh go daingean ar uainiú an toirt samplála. Ar an láimh eile, úsáideann an comhshó lárnach triantánach próiseas samplála leanúnach, agus mar sin níl aon tréimhse spreagtha ag an luach samplála. Os a choinne sin, is é an luach samplála ag an bpointe seo in am ná meán ualaithe sraith de luachanna samplacha 1-giotán a d'fhéadfadh luach na pointí seo a léiriú in am a léiríonn an luach samplála seo.
Is féidir scagadh giotán giotán 1-giotán agus é a bhaint le luach sampla il-giotán ráta níos ísle a dhéanamh i dhá chéim éagsúla. Is cur chuige an-choitianta ná scagaire SINC a úsáid a dhéanann an dá tasc i gcéim amháin. Is é an tríú hordú, dá ngairmtear go coitianta sinc3, an rogha is coitianta i láthair na n-iarratas seo.
Is í an scagaire ná suim ualaithe de fhuinneog luach samplála den chuid is mó a thugann meáchan níos mó do na luachanna sampláilte ag lár an tsraith, agus ag meáchan a thabhairt ar na luachanna samplála ag tús agus deireadh an tsraith. I bhfianaise an tionchar a bhíonn ag comhpháirt lasctha an trasraitheora cumhachta sa tomhas atá ann faoi láthair, ní mór breithniú a dhéanamh ar an éifeacht seo, ar shlí eile beidh tionchar ag aliasim aiseolais agus ar a leithéid de algartam aiseolais.
Tá an freagra impulse ar an scagaire sinc3 siméadrach le ranníocaíocht an luach sampla roimh luach an sampla ionaid, agus tá an luach sampla lárionad mar an gcéanna leis an luach sampla ina dhiaidh sin. Tá comhpháirt athrú na reatha chomh siméadrach chomh maith leis an bpointe reatha reatha: ionas go mbeidh suim na gcomhpháirteanna lasctha náid. Má tá lárionad an fhuinneog samplála ailínithe leis an bpróiseas PWM a bhaineann le húsáid chun an droichead H a thiomáint, is féidir an chéim atá ann faoi láthair a thomhas gan a mhalairt, ach ní mór cúram a ghlacadh chun a chinntiú go bhfuil na luachanna samplacha ailínithe i gceart nuair a bhíonntear ag léamh sonraí ón scagaire. Leagann scagadh moille ionas go mbeidh aschur luach samplála an scagaire ó thréimhsí ama roimhe seo nuair a úsáidtear an Pulse sync. Tá tionchar suntasach aige seo ar sceidealú clár bogearraí i gcomparáid le tomhais reatha SAR-bhunaithe.
I gcás SAR, is féidir leis an bpróiseas PWM a chuireann isteach ar an tiontaire aschur go digiteach chun sraith de thiontú a dhéanamh. Nuair a ullmhaítear sonraí le haghaidh an lúb rialaithe, gineann an córas isteach agus tosaíonn sé ag feidhmiú an lúb rialaithe. Déantar na luachanna samplacha seo a ghiniúint go leanúnach trí úsáid a bhaint as modúlóir agus scagaire delta-sigma, ach tá luachanna samplacha tábhachtacha le haghaidh tomhais reatha céim réidh tar éis mhoill sheasta. Ba cheart úsáid a bhaint as feithicleoirí nó cuntair chun idirbhriseadh a dhéanamh nuair a bhíonn comhartha comhartha PWM i láthair. Is é an moill ar luachanna samplacha a chomhaireamh leath an fhreagra impulse sinc3 i ndáiríre.
I gcóras rialaithe tipiciúil, is é an t-uainchlár PWM an t-ordú náid-ordú i bhfad níos mó ná leath an fhreagra impulse, mar sin ní dhéanann an scagaire SINC difear suntasach ar an amú lúb. Trí úsáid a bhaint as modúlóir delta-sigma agus scagaire saincheaptha, féadfaidh an t-úsáideoir moill scagaire SINC a aistriú go saor chun rún luach samplála a fháil. Is buntáiste mór é an solúbthacht seo nuair a bhíonn algartam rialaithe mótair á dhearadh. De ghnáth, tá roinnt codanna den algartam íogair le moille ach ní bhíonn siad chomh íogair do chruinneas an aiseolais. Úsáidtear an chuid eile den algartam i gcomhar le dinimic níos ísle agus sochair ó chruinneas ach níl sé níos lú íogair do moilleanna.
Smaoinigh ar algartam rialaitheoir lárnach comhréireach (PI). Is féidir leis an bpáirt P agus leis an gcomhpháirt I an comhartha aiseolais céanna a úsáid. Is féidir, áfach, an bealach P agus an bealach I a scartha agus is féidir an comhartha aiseolais a chomhcheangal le cineálacha éagsúla feidhmeanna scagtha. Sa rialaitheoir PI, úsáidtear an comhpháirt P go príomha chun éifeacht luas athraithe luchta agus luas a chosc. Dá bhrí sin, caithfidh sé a bheith in ann freagairt a dhéanamh ar athruithe tapa i leibhéil chomhartha. Díríonn an chomhpháirt I ar fheidhmíocht stáit sheasta agus tá sé dírithe níos mó ar chruinneas tomhais. Dá bhrí sin, is féidir leis an gcomhpháirt P leas a bhaint as comhartha aiseolais reatha ráta íseal-réiteach, cothrom le dáta go tapa, rud a chiallaíonn go bhfuil ráta malairte agus díghabhála íseal ag an scagaire sinc3. Bainfidh an comhpháirt I tairbhe as ráta athshampála níos airde agus is féidir leis an méadú mar thoradh ar an ráta nuashonraithe a sheasamh.
Tá sé tábhachtach a thabhairt faoi deara, nuair a úsáideann modúlóir delta-sigma i gcóras a láimhseálann ualaí móra, is é fachtóir eile a mheasann go bhfuil sé ina leithligh. Is é rogha amháin ná an aimplitheoir leithlisíochta a úsáid agus modúlóir neamh-scoite a úsáid le haghaidh comhshó analógach go digiteach, nó rogha optocópála a dhéanamh idir aschur an modúlóra agus ionchur na feiste le haghaidh scagadh digiteach. De rogha air sin, is féidir modúlóir delta-sigma scoite a roghnú. Trí úsáid a bhaint as modulator scoite, is féidir deireadh a chur leis an gciorcad cosanta inbhuanaithe iniompartha toisc gur féidir an scagaire digiteach a chumrú chun deireadh a chur le héifeachtaí overcurrent.
Tá an AD7403 ar fáil ag AnalogDevices, sampla de seo. Trí mhodulaitheoir dara ordú a chur i bhfeidhm, is féidir leis an bhfeiste seo sonraíochtaí shunt a roghnú go solúbtha agus soláthraíonn sé níos mó ná 14 giotán de ghiotán suntasacha agus ráta sreabhadh aschurtha de 20 MHz. Trí scagaire digiteach chuí a úsáid, baintear amach le cóimheas comhartha go torann de 88dB ag 78,100 sampla / dara. Úsáideann an scéim leithlisithe seo teicneolaíocht iCoupler na cuideachta, agus éilíonn an chuideachta go bhfuil sé níos mó ná feidhmíocht socrú optocoupler tipiciúil.
Le gnéithe mar leithliú agus feidhmíocht scagtha a mhéadú micrea-rialaithe agus feistí loighic iniompartha a mhéadú, is féidir le dearthóirí leanúint ar aghaidh ag baint úsáide as rialú mótair d'iarratais robotic.
Más mian leat mótar feistí leighis a cheannach, tabhair aird ar Precision Medical Motors.
