Mae mynd ar drywydd rheolaeth echddygol manwl gywir wedi dibynnu ers amser maith ar gydran ffisegol hanfodol: y ddyfais adborth cyflymder. P'un a yw'n amgodiwr syml neu'n ddatryswr, mae'r synhwyrydd hwn yn gweithredu fel "llygaid" y modur, gan ddweud wrth y gyriant yn union ble mae'r rotor a pha mor gyflym y mae'n troelli.
Ond beth pe gallech chi gyflawni perfformiad uchel rheolaeth fector heb y llygaid hyn? Beth os gallai'r gyriant weithredu gyda math o "reddf peiriant," gan amcangyfrif lleoliad a chyflymder y rotor trwy'r cyfrifiad yn unig? Dyma addewid rhyfeddol a realiti peirianyddol Rheoli Vectorless Sensorless (SLVC).
Y 'Pam': Yr Ymgyrch Gymhellol i Ddileu Synwyryddion
Mae'r cymhelliant i gael gwared ar y synhwyrydd ffisegol wedi'i seilio ar heriau peirianneg ymarferol, go iawn yn y byd. Er bod amgodiwr yn darparu data rhagorol, mae'n cyflwyno sawl pwynt o fethiant posibl.
Mae'n gydran ychwanegol sy'n gofyn am fowntio, aliniad manwl gywir, a chebl cysgodol yn rhedeg yn ôl i'r gyriant, i gyd yn ychwanegu at gost gosod a chymhlethdod. Yn bwysicach fyth, mewn amgylcheddau diwydiannol caled-sy'n llawn dirgryniadau, lleithder, olew, neu dymheredd eithafol-mae'r amgodiwr a'i geblau yn dod yn agored i niwed allweddol, yn dueddol o fethu a all achosi amser segur heb ei drefnu.
Mae rheolaeth ddisynnwyr yn datrys y materion hyn trwy wneud y system yn gynhenid yn fwy cadarn a symlach. Mae'n lleihau'r bil o ddeunyddiau, yn dileu pwynt methiant aml, ac mae'n ddelfrydol ar gyfer cymwysiadau lle mae gosod synhwyrydd yn anodd neu'n amhosibl yn gorfforol, megis ar bympiau tanddwr neu y tu mewn i gywasgwyr wedi'u selio. Nid cyfaddawdu perfformiad yw'r nod, ond yn hytrach i gyflawni rheolaeth wydn, uchel o berfformiad trwy ddeallusrwydd algorithmig.
Y 'Sut': Llygad y Meddwl Algorithmig
Felly, sut mae gyriant "gweld" heb synhwyrydd? Mae'n gweithredu fel peilot medrus yn hedfan trwy gymylau, gan ddibynnu ar offerynnau a model meddyliol yn hytrach na chiwiau gweledol. Mae'r gyriant yn defnyddio'r modur ei hun fel synhwyrydd, gan fonitro'n fanwl yr un peth y gall bob amser ei fesur yn uniongyrchol: y foltedd a'r cerrynt sy'n llifo i'r dirwyniadau stator.
O'r signalau trydanol hyn, mae microbrosesydd y gyriant yn rhedeg-modelau mathemategol amser real o'r modur. Y dasg graidd yw datrys dau beth anhysbys: cyflymder rotor a safle fflwcs magnetig. Gwneir hyn yn bennaf trwy ddwy dechneg amcangyfrif soffistigedig:
System Addasol Cyfeirnod Model (MRAS): Mae'r dull hwn a ddefnyddir yn eang yn defnyddio dau fodel. Mae "model cyfeirio" yn cyfrifo gwerth (fel fflwcs stator) yn seiliedig ar folteddau modur mesuredig. Mae "model addasadwy" yn cyfrifo'r un gwerth ond yn defnyddio cyflymder rotor amcangyfrifedig yn ei hafaliadau. Mae mecanwaith addasol yn newid y cyflymder amcangyfrifedig yn barhaus yn y model addasadwy nes bod ei allbwn yn cyfateb i allbwn y model cyfeirio. Pan fyddant yn cyfateb, mae'r cyflymder amcangyfrifedig yn cyfateb i'r gwir gyflymder rotor.
Sylwedydd Modd Llithro (SMO): Mae'r dechneg gadarn hon yn trin y gwall amcangyfrif fel gwrthrych i'w reoli. Mae'n gorfodi'r ddeinameg gwall i "lithro" ar hyd wyneb wedi'i ddiffinio ymlaen llaw yn y gofod cyflwr mathemategol. Unwaith y bydd ar yr wyneb hwn, mae'r system yn ansensitif i rai aflonyddwch, ac mae allbynnau'r arsylwr yn cydgyfeirio'n gywir â'r gwerthoedd fflwcs rotor a chyflymder gwirioneddol, hyd yn oed ym mhresenoldeb amrywiadau paramedr modur.
Mae'r diagram chwith yn dangos sut mae'r algorithmau craidd hyn, gan weithio ar y cyd â'r model modur sylfaenol, yn galluogi rheolaeth "ddall" fanwl gywir:
Realaeth Perfformiad: Deall y Masnach-offs
Mae'r math o reolaeth yn darparu perfformiad rhagorol, ond mae'n hanfodol deall ei amlen weithredol o'i gymharu â'i gymar synhwyraidd.
| Nodwedd | Amgodiwr-Rheoli Fector Seiliedig | Rheolaeth Fector Di-synhwyrau (Perfformiad-Uchel) |
|---|---|---|
| Ystod Rheoli Cyflymder | Ystod llawn:0% i 100%cyflymder graddedig. Torque llawn ar 0 RPM. | Yn nodweddiadol3-5% i 100%cyflymder graddedig. Trorym uchel i lawr i 1-3 Hz. |
| Cywirdeb Cyflymder | Hynod Uchel (±0.02% neu well). | Uchel (±0.2% - 0.5%), ardderchog ar gyfer mwyafrif helaeth y ceisiadau. |
| Rheoli Torque ar Gyflymder Sero | Ardderchog. Yn gallu dal trorym llawn ar gyfer lleoli. | Ddim yn bosibl. Angen rhywfaint o symudiad rotor ar gyfer amcangyfrif. |
| Ymateb Dynamig | Hynod Gyflym (1-10 ms). | Cyflym (10-50 ms), digon ar gyfer y rhan fwyaf o ddeinameg diwydiannol. |
| Cadernid | Yn dibynnu ar gyfanrwydd amgodiwr. | Yn uwch, dim synhwyrydd i fethu mewn amgylcheddau llym. |
| Cost a Chymhlethdod | Uwch (encoder + ceblau + setup). | Gosod a chynnal a chadw is, symlach. |
Y cyfyngiad allweddol yw'r cyflymder cynaliadwy isaf. Ar gyflymder isel iawn neu sero, mae cefn y modur-signal EMF-mewnbwn hanfodol ar gyfer yr amcangyfrifwyr-yn mynd yn rhy wan i fesur yn gywir. Felly, mae SLVC yn rhagori mewn cymwysiadau nad oes angen gweithrediad torque parhaus, uchel arnynt yn eu hunfan, ond yn hytrach sydd angen perfformiad uchel ar draws ystod weithredu eang.
Peirianneg yr Ateb: Mwy Nag Algorithm yn unig
Mae gweithredu rheolaeth gadarn heb synhwyrau yn ymarfer mewn peirianneg systemau. Mae'n dechrau gydag adnabod paramedr modur yn gywir. Yn ystod gweithdrefn tiwnio ceir, mae'r gyriant yn cymhwyso signalau penodol i'r modur ac yn mesur ei ymateb i gyfrifo paramedrau critigol fel gwrthiant stator, anwythiad, a chysonyn amser rotor. Mae ffyddlondeb y system amcangyfrif gyfan yn dibynnu ar y model cychwynnol hwn.
At hynny, rhaid i'r gyriant ddefnyddio iawndal addasol. Wrth i'r modur gynhesu yn ystod y llawdriniaeth, mae ei wrthwynebiad yn newid. Mae gyriannau uwch yn gwneud iawn am yr amrywiad hwn yn barhaus, gan sicrhau bod y model mewnol yn parhau i fod wedi'i alinio â'r modur corfforol. Mae hidlo sŵn a theori rheolaeth gadarn hefyd yn cael eu cymhwyso i sicrhau sefydlogrwydd o dan lwythi sy'n newid yn gyflym.
Yn Ymarferol: Cymhwysiad Renle o Feistrolaeth Ddi-synhwyrau
Yn Renle, nid yw rheolaeth fector heb synhwyrau yn nodwedd generig ond yn allu wedi'i beiriannu'n ofalus wedi'i integreiddio ar draws llinellau cynnyrch. Mae ein gyriannau wedi'u cynllunio i gyflawni'r amcangyfrifon cymhleth hyn gyda'r cyflymder prosesu a'r sefydlogrwydd sy'n ofynnol ar gyfer cylchoedd dyletswydd diwydiannol.
Er enghraifft, yn einRNB2000 VFDo yriannau fector pwrpas cyffredinol-mae'r algorithm SLVC wedi'i optimeiddio ar gyfer pympiau a gwyntyllau, gan ddarparu ynni sy'n arbed rheolaeth trorym newidiol heb fod angen cynnal a chadw synhwyrydd. Ar gyfer cymwysiadau mwy deinamig fel cludwyr, cymysgwyr, neu rai offer peiriant, mae einGyriant amledd dilys cyfres RNB2000yn cyflogi gwell amcangyfrifwyr ar gyfer perfformiad cyflymder isel gwell ac ymateb llwyth.
Gwelir enghraifft ymarferol mewn gorsaf bwmpio allgyrchol. Yma, mae gyriant fector heb synhwyrydd Renle yn rheoli'r pwmp yn seiliedig ar adborth pwysau neu lif. Mae'n darparu torque llyfn, uchel, yn dechrau goresgyn syrthni system, yn rheoleiddio cyflymder yn fanwl gywir i gynnal pwynt gosod, ac yn sicrhau arbedion ynni sylweddol-i gyd heb y risg o fethiant amgodiwr mewn amgylchedd llaith, dirgrynol. Mae hyn yn trosi'n uniongyrchol i gost cylch bywyd is a dibynadwyedd system uwch.