المحركات المتزامنة ذات المغناطيس الدائم، والتي تسمى PMSMs، تُستخدم حيث تكون الكفاءة والتصميم المدمج والسرعة القابلة للتحكم مهمة. على عكس المحرك الحثي، يحتوي دوار PMSM على مغناطيسات دائمة. لإنتاج عزم دوران سلس، يجب أن تحافظ محرك التردد المتغير على المجال المغناطيسي الثابت متوافقًا مع المجال المغناطيسي للدوار. لذلك، تعد معلومات موضع الدوار جزءًا مهمًا من التحكم في PMSM.
يمكن للمشفر توفير هذه المعلومات. يتم توصيله بعمود المحرك ويرسل إشارات الموضع والسرعة إلى المحرك. ومع ذلك، في بعض التطبيقات، يضيف المشفر تكلفة وكابلات وأعمال تركيب ومكونًا معرضًا للاهتزاز أو الغبار أو الحرارة أو الرطوبة. يتحكم تحكم PMSM بدون مستشعر في تقدير موضع وسرعة الدوار دون استخدام مستشعر موضع ميكانيكي.
لماذا يهم موضع الدوار?
لا يمكن لمحرك PMSM التحكم في عزم الدوران بالتردد وحده. يحتاج إلى معرفة مكان أقطاب المجال المغناطيسي للدوار، حتى يتمكن من إرسال التيار إلى لفات الثابت الصحيحة في الوقت الصحيح. إذا كان زاوية الدوار المقدرة غير دقيقة، فقد يصبح عزم الدوران ضعيفًا أو غير متساوٍ. قد يهتز المحرك، أو يسحب تيارًا مفرطًا، أو يفقد استقرار السرعة، أو يشغل إنذار حماية.
لهذا السبب تستخدم أنظمة PMSM عادةً التحكم المتجهي. يفصل المحرك تيار المحرك إلى مكونات تؤثر على التدفق المغناطيسي وعزم الدوران، ثم يعدلها باستمرار. يوفر هذا استجابة أسرع وأكثر استقرارًا لتغيرات الحمل من التحكم الأساسي بالجهد لكل هرتز. بالنسبة لـ PMSM، فإن جودة تقدير موضع الدوار لها تأثير مباشر على أداء عزم الدوران والسرعة.
كيف يعمل التقدير بدون مستشعر?
يقيس المحرك بدون مستشعر تيار الجهد الناتج، ثم يستخدم نموذج محرك لتقدير سرعة الدوار والزاوية الكهربائية. عند سرعة التشغيل العادية، ينتج المحرك قوة دافعة كهربائية عكسية، تسمى غالبًا back EMF. يحلل المحرك هذه الاستجابة الكهربائية بمعلمات المحرك مثل المقاومة والمحاثة والتدفق المغناطيسي. تقوم خوارزميته بتحديث التقدير باستمرار وتغيير الإخراج وفقًا لذلك.
الطريقة عملية لأن المحرك يقيس بالفعل القيم الكهربائية للتحكم والحماية. لا يلزم وجود مشفر عمود منفصل أو كابل تغذية راجعة. لا يزال التقدير يتأثر بدرجة الحرارة ودقة معلمات المحرك وظروف الكابلات وتغيرات الحمل وجودة خوارزمية التحكم.
بدء التشغيل والتشغيل بسرعة منخفضة?
يعد بدء التشغيل والسرعة المنخفضة جدًا أكثر الظروف تطلبًا للتحكم في PMSM بدون مستشعر. تصبح القوة الدافعة الكهربائية العكسية ضعيفة عندما يكون الدوار ثابتًا أو يتحرك ببطء، لذلك لدى المحرك معلومات كهربائية أقل للتحليل. تستخدم العديد من الأنظمة إجراء محاذاة أولية للدوار وتسلسل بدء تشغيل متحكم فيه قبل أن يتولى التقدير العادي. اعتمادًا على تصميم المحرك والمحرك، قد تتوفر أيضًا طرق تقدير إضافية للسرعة المنخفضة.
يمكن أن يعمل التحكم بدون مستشعر بشكل موثوق في العديد من المراوح والمضخات والضواغط والخلاطات والناقلات والآلات الصناعية. قد لا يوفر نفس دقة عزم دوران السرعة الصفرية أو تأكيد الموضع مثل نظام المشفر المهيأ. يجب مراجعة التطبيقات التي تتطلب تحديد الموضع الدقيق، أو التشغيل الطويل بالقرب من السرعة الصفرية، أو الانعكاسات السريعة تحت الحمل الثقيل، أو واجب الرفع المتحكم فيه بإحكام بعناية.
الفوائد والاختيار
يمكن أن يؤدي إزالة المشفر إلى تبسيط الآلة. يمكن أن يقلل من وقت الأسلاك، ويقلل من عدد الأجزاء الخارجية، ويتجنب أعمال محاذاة المشفر، ويقلل من الأخطاء المحتملة المتعلقة بالمستشعر. يمكن أن تكون هذه الفوائد مفيدة في مشاريع التحديث والبيئات الصناعية القاسية.
غالبًا ما يكون المشفر مبررًا عندما يجب أن يكون خطأ السرعة صغيرًا، أو عندما تكون هناك حاجة إلى عزم دوران عالٍ قبل أن يتحرك المحرك، أو عندما يجب أن تعرف الآلة موضع عمود دقيق. غالبًا ما يكون التحكم بدون مستشعر خيارًا قويًا عندما يكون الهدف هو تنظيم السرعة المستقرة وتشغيل المحرك بكفاءة دون تغذية راجعة خارجية.
التكليف للحصول على نتائج موثوقة
يعتمد أداء PMSM بدون مستشعر على التكليف الصحيح. يجب على الفني إدخال بيانات المحرك بدقة وتأكيد الأسلاك وفئة الجهد وتصنيف التيار وأزواج الأقطاب والسرعة المقدرة وطريقة التوصيل. إذا كان المحرك يوفر تحديد المحرك أو الضبط التلقائي، فيجب إكماله وفقًا لمتطلبات التطبيق.
يجب اختبار النظام تحت حمل حقيقي. يجب فحص اتجاه المحرك وسلوك البدء والتيار واستقرار السرعة والتسارع والتباطؤ ودرجة الحرارة والإنذارات. قد يقوم المحرك بتشغيل محرك غير محمل بشكل جيد ولكنه لا يزال يحتاج إلى تعديل عند توصيل الآلة بعمليتها.
بالنسبة لمشاريع PMSM بدون مشفر، يمكن تقييم VEIKONG VFD530 كمنصة محرك محرك. تدعم وظائف التحكم الخاصة به تطبيقات PMSM والمحركات الحثية، بينما يجب اختيار التكوين النهائي وفقًا لبيانات المحرك وخصائص الحمل ونطاق السرعة واحتياجات التغذية الراجعة. حيث يلبي الأداء بدون مستشعر هدف العملية، يمكن للنظام توفير تحكم في المحرك بمكونات خارجية أقل.
التحكم في PMSM بدون مستشعر ليس مجرد مشفر تمت إزالته من محرك. إنها طريقة تقدر حالة الدوار من السلوك الكهربائي وتستخدم هذا التقدير لإدارة عزم الدوران والسرعة. يساعد فهم نقاط قوته وحدوده المهندسين على اختيار حل يناسب الآلة.
كلمات ذات صلة:
التحكم في PMSM بدون مستشعر
محرك محرك بدون مشفر
التحكم المتجهي لـ PMSM
