Ajoituksen edistäminen on yleinen käytäntö sähkömoottoreille ja polttomoottoreille. Tarkoituksena on lisätä tehokkuutta. Toisin sanoen maksimoida virrankulutus tietylle teholle.

Sähkömoottoreissa tuotetun momentin määrä suhteessa roottorikenttävektoriin staattorikenttävektorin suhteen saadaan seuraavasti:

\ $ \ tau = \ tau_ {max} ~ sin ~ \ theta \ $

Missä:

\ $ \ theta = ~ \ $ kulma kahden kenttävektorin välillä

Kun \ $ \ theta = 0 °, ~ \ tau = 0 \ $ (vääntömomentti ei tarkoita liikkumista) ja kun \ $ \ theta = 90 °, ~ \ tau = \ tau_ {max} \ $ . Kaikissa muissa kulmissa 0 ° - 90 ° \ $ \ tau \ $ on prosenttiosuus \ $ \ tau_ { max} \ $ .

Tässä ongelmana on, että roottorin pyöriessä vuorovaikutus sen magneettikentän ja staattorin välillä saa kentät vääristymään ja siirtymään normaalista ei-pyörivästä asennostaan. Mitä nopeammin se pyörii, sitä enemmän kentät vääristyvät. Paras kuva, jonka voisin löytää tästä ilmiöstä, tulee itse asiassa Wikipedian artikkelista harjattuja tasavirtamoottoreita. Periaate on sama harjattomalle:

Edistämällä ajoitusta varmistat, että kommutaatio tapahtuu, kun molemmat kentät ovat 90 °: n etäisyydellä toisistaan ​​järjestyksessä maksimoida vääntömomentti suurimmalla nopeudella. Koska kenttien sijainti muuttuu kuitenkin nopeuden myötä, tämä ajoitus etenee vain yhdelle tietylle nopeudelle yhdessä tietyssä suunnassa. Kaikilla muilla nopeuksilla hyötysuhde on alle optimaalisen, kun kahden kentän välinen kulma laskee 90 °: sta. Ja päinvastaisessa suunnassa, olet paljon vähemmän kuin optimaalinen, tarvitset paljon enemmän virtaa saman vääntömomentin tuottamiseksi.

Vaatimuksistasi riippuen 0 asteen ajoitus ei välttämättä ole niin huono asia. Jos sinun on pystyttävä kääntämään suunta, mutta et välitä niin paljon virrankulutuksesta, enimmäisnopeudesta tai suurimmasta vääntömomentista, 0 °: n ajoitus voi olla hyvä kompromissi. Kuitenkin, jos sinun on tuotettava suurin vääntömomentti suurimmalla nopeudella vetämättä liikaa virtaa. Tällöin edistynyt ajoitus on välttämätöntä.

Huomautus siitä, mikä aiheuttaa vääristymiä

Vääristymä johtuu ystäviemme Lenz ja Faraday . Yksinkertaisessa moottorissa kela pyörii magneettikentässä:

Kun virta kulkee kelan läpi, se aiheuttaa muodostuneen magneettikentän langan ympärille. Kun muodostunut magneettikenttä on vuorovaikutuksessa staattisen magneettikentän kanssa, niiden voimat työntävät toisiaan ja kentät vääristyvät:

Käämin pyöriessä se liikkuu sisään ja ulos magneettikentän. Kun lanka on magneettikentässä, kenttä vääristyy. Kun johto on poissa, kenttä napsahtaa takaisin normaaliksi. Tämä takaisin napsauttaminen vie jonkin aikaa. Kun kela pyörii yhä nopeammin, kentällä on vähemmän aikaa napsahtaa takaisin normaaliksi. Joten mitä nopeammin moottori pyörii, sitä vääristyneempi kenttä pysyy.

Hieman samankaltainen

Huomaan joskus, että ihmisillä on helpompaa ymmärtää polttomoottoreita kuin sähkömoottorit. Ehkä se johtuu siitä, että ihmisillä on parempi käsitys räjähdyksistä verrattuna pyöriviin magneettikenttiin. Tai ehkä siksi, että bensiiniautot ovat edelleen niin paljon yleisempiä. Jos olet yksi niistä ihmisistä, tutustu tähän artikkeliin Miten Stuff Works. Siinä selitetään syyt ajoituksen edistämiselle polttomoottorissa. Näiden kahden välillä on paljon yhtäläisyyksiä, ja analogia voi olla hyödyllistä ymmärryksellesi.

Moottorin tuottama vääntömomentti on kelojen muodostaman magneettikentän kulman ja magneettien muodostaman kentän välisen eron funktio. Koska kelojen magneettikenttä ei pysty reagoimaan hetkessä jännitteen muutoksiin, kelojen muodostaman kentän kulma edustaa olennaisesti sitä, mitä ohjain pyysi vähän aikaa aiemmin. Kun moottorin nopeus kasvaa, tämä viive edustaa kasvavaa kulmaa siihen pisteeseen, että kelojen ja magneettien välinen kulma pienenee, ja sen myötä kyky tuottaa enemmän vääntömomenttia.

Lisätään siirtymä esim. 5 astetta antureihin lisäisi moottorin ja kelojen välistä kulmaa viidellä asteella, kun moottori liikkui sisäänpäin, ja pienensi kulmaa, kun se liikkui toisessa. Tämä voi siten saada moottorin toimimaan tehokkaammin yhteen suuntaan, mutta vähemmän tehokkaasti toiseen. Huomaa, että koska magneetteja vaihdetaan erillisissä vaiheissa, kulmaero lepotilassa voi vaihdella välillä 30-90 astetta, kun siirtymää ei ole. 30 asteen siirtymän lisääminen aiheuttaisi kulmaeron vaihtelevan 60 ja 120 asteen välillä yhteen suuntaan (hyvä), mutta 0 asteen ja 60 asteen välillä toiseen (huono). Huomaa, että jos kulmaero on nolla astetta, moottori yrittää pysyä nykyisessä asennossa liikkumisen sijaan - hups.

Kirjaimellisesti vastaamiseksi kysymykseen vedetään "tonnia virtaa" suuntaan, jossa ajoituspoikkeama oli patologisesti taaksepäin tarvittavasta. Sen sijaan, että synkronoitaisiin kiertotilan kanssa ja tekisit "työtä" vain häviöiden ja akselikuormituksen voittamiseksi, väärin synkronoitu käyttö päätyisi suuressa määrin taistelemaan omien ponnistelujensa avulla maksimiteholla - ei täysin toisin kuin yrittää ajaa moottoria roottori lukittu niin, ettei se voi kääntyä. Moottori saattaa silti kääntyä, mutta se olisi äärimmäisen tehotonta, koska suurin osa milloin tahansa käytetystä tehosta taistelee nykyistä tilaa vastaan ​​sen sijaan, että muokkaaisi kyseistä tilaa vain vähän siirtääksesi voimaa mekaaniseen kuormitukseen.

Offset-anturit (tai tietyssä määrin, vaikka niillä olisikin antureita sen sijaan, että mittaisivat takaisin EMF: ää) pyrkivät osoittamaan kohti vanhempaa, sisäisesti vähemmän hienostunutta ohjainta. Moderni mikrokontrolleripohjainen muotoilu pystyy käsittelemään offsetia ohjelmistossa ja soveltamaan sitä sopivasti kumpaankin pyörimissuuntaan.

Olen moottorisuunnittelija.Harjattomat moottorit, joissa on halli-antureita, kertovat vain ohjaimelle (jos se ei ole älykäs mikroprosessori) kytkemään virta kelojen kautta, jonka pitäisi johtaa liikkeeseen.Kuten on kuitenkin mainittu ennen tätä viestiä, tämä optimoidaan vain yhteen suuntaan.Jos haluat todella huippusuorituskyvyn molempiin suuntiin, tarvitset älykkäitä ohjaimia.

Suurinta osaa suunnitelmistani käytetään sähköautoissa, eikä peruutus ole kriittinen valinta, joten optimoimme eteenpäin suuntautuvaa liikettä varten.Yleensä tämä on ajoitus, joka antaa pienimmän virran, vaikka tarkkailu laajuuden kautta on parempi.Jos hallin havaitseva muutoskulma ei ole sama kuin moottori, huomaat, että virhe pahentaa kaikkia edellä mainittuja.Scoping näyttää tämän heti.Sivuhuomautuksena on tärkeää, että taka-EMF-aaltomuoto ja ohjaimen aaltomuodot ovat samanlaiset, muuten suuret virtapiikit ovat väistämättömiä.