રેક્ટિફાયર નિયંત્રણ

એન્જિનના નામમાં શબ્દ «વાલ્વ» શબ્દ «વાલ્વ» પરથી આવ્યો છે, જેનો અર્થ સેમિકન્ડક્ટર સ્વિચ થાય છે. આમ, સૈદ્ધાંતિક રીતે, ડ્રાઇવને વાલ્વ ડ્રાઇવ કહી શકાય જો તેની કામગીરીના મોડને નિયંત્રિત સેમિકન્ડક્ટર સ્વીચોના વિશિષ્ટ કન્વર્ટર દ્વારા નિયંત્રિત કરવામાં આવે છે.

વાલ્વ ડ્રાઇવ પોતે એક ઇલેક્ટ્રોમિકેનિકલ સિસ્ટમ છે જેમાં રોટર પર કાયમી ચુંબક સાથે સિંક્રનસ મશીન અને સ્વચાલિત સેન્સર-આધારિત નિયંત્રણ સિસ્ટમ સાથે ઇલેક્ટ્રોનિક કમ્યુટેટર (જે સ્ટેટર વિન્ડિંગ્સને પાવર કરે છે) ધરાવે છે.

ટેક્નોલોજીના તે ઘણા ક્ષેત્રોમાં જ્યાં અસુમેળ મોટર્સ અથવા ડીસી મશીનો પરંપરાગત રીતે સ્થાપિત કરવામાં આવી છે, આજે ચોક્કસપણે વાલ્વ મોટર્સ ઘણી વખત મળી શકે છે કારણ કે ચુંબકીય સામગ્રી સસ્તી બની જાય છે અને સેમિકન્ડક્ટર ઇલેક્ટ્રોનિક્સ અને કંટ્રોલ સિસ્ટમનો આધાર ખૂબ જ ઝડપથી વિકસિત થાય છે.

કાયમી મેગ્નેટ રોટર સિંક્રનસ મોટર્સના ઘણા ફાયદા છે:

• પીંછીઓ એકત્રિત કરવા માટે કોઈ ઉપકરણ નથી, તેથી મોટર સંસાધન લાંબું છે અને તેની વિશ્વસનીયતા સ્લાઇડિંગ સંપર્કો સાથેના મશીનો કરતા વધારે છે, વધુમાં, ઓપરેટિંગ ક્રાંતિની શ્રેણી વધારે છે;

• વિન્ડિંગ્સના સપ્લાય વોલ્ટેજની વિશાળ શ્રેણી; નોંધપાત્ર ટોર્ક ઓવરલોડની મંજૂરી છે - 5 કરતા વધુ વખત;

• ક્ષણની ઉચ્ચ ગતિશીલતા;

• ઓછી ક્રાંતિ પર ટોર્કની જાળવણી સાથે અથવા ઉચ્ચ ક્રાંતિ પર શક્તિની જાળવણી સાથે ઝડપને સમાયોજિત કરવું શક્ય છે;

• 90% થી વધુ કાર્યક્ષમતા;

• ન્યૂનતમ નિષ્ક્રિય નુકસાન;

• વજન અને કદની નાની લાક્ષણિકતાઓ.

નિયોડીમિયમ-આયર્ન-બોરોન ચુંબક 0.8 T ના ક્રમના ગેપમાં ઇન્ડક્શન બનાવવા માટે સંપૂર્ણપણે સક્ષમ છે, એટલે કે, અસુમેળ મશીનોના સ્તરે, અને આવા રોટરમાં મુખ્ય ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક નુકસાન ગેરહાજર છે. આનો અર્થ એ છે કે રોટર પરના લાઇન લોડને કુલ નુકસાનમાં વધારો કર્યા વિના વધારી શકાય છે.

આ ઉચ્ચ ઇલેક્ટ્રોમિકેનિકલ કાર્યક્ષમતા માટેનું કારણ છે. વાલ્વ એન્જિન અન્ય બ્રશલેસ મશીનો જેમ કે ઇન્ડક્શન મોટર્સની સરખામણીમાં. આ જ કારણોસર, વાલ્વ મોટર્સ હવે અગ્રણી વિદેશી અને સ્થાનિક ઉત્પાદકોની સૂચિમાં યોગ્ય સ્થાન ધરાવે છે.

કાયમી ચુંબક મોટર પર ઇન્વર્ટર સ્વીચોનું નિયંત્રણ પરંપરાગત રીતે તેની રોટર સ્થિતિના કાર્ય તરીકે કરવામાં આવે છે. આ રીતે પ્રાપ્ત ઉચ્ચ પ્રદર્શન લાક્ષણિકતાઓ ઓટોમેશન સિસ્ટમ્સ, મશીન ટૂલ્સ, રોબોટ્સ, મેનિપ્યુલેટર, કોઓર્ડિનેટ ડિવાઇસ, પ્રોસેસિંગ અને એસેમ્બલી લાઇન્સ, માર્ગદર્શન અને ટ્રેકિંગ સિસ્ટમ્સ, ઉડ્ડયન, દવા, પરિવહન વગેરે માટે નાની અને મધ્યમ પાવર શ્રેણીમાં વાલ્વ એક્ટ્યુએશનને ખૂબ જ આશાસ્પદ બનાવે છે. . .જી.

ખાસ કરીને, શહેરી ઇલેક્ટ્રિક પરિવહન માટે 100 કેડબલ્યુથી વધુની શક્તિ સાથે ટ્રેક્શન ડિસ્ક વાલ્વ મોટર્સ બનાવવામાં આવે છે. અહીં, નિયોડીમિયમ-આયર્ન-બોરોન ચુંબકનો ઉપયોગ એલોયિંગ એડિટિવ્સ સાથે કરવામાં આવે છે જે બળજબરી બળમાં વધારો કરે છે અને ચુંબકનું સંચાલન તાપમાન 170 ° સે સુધી વધે છે, જેથી મોટર સરળતાથી ટૂંકા ગાળાના પાંચ-ગણા પ્રવાહ અને ટોર્ક ઓવરલોડનો સામનો કરી શકે.

સબમરીન, લેન્ડ અને એરક્રાફ્ટ, વ્હીલ મોટર્સ, વોશિંગ મશીનો માટે સ્ટીયરિંગ ડ્રાઇવ્સ-વાલ્વ મોટર્સ આજે ઘણી જગ્યાએ ઉપયોગી એપ્લિકેશનો શોધે છે.

વાલ્વ મોટર્સ બે પ્રકારના હોય છે: ડાયરેક્ટ કરંટ (BLDC — બ્રશલેસ DC) અને વૈકલ્પિક પ્રવાહ (PMAC — કાયમી મેગ્નેટ AC). ડીસી મોટર્સમાં, વિન્ડિંગ્સમાં પરિભ્રમણનું ટ્રેપેઝોઇડલ ઇએમએફ રોટર ચુંબક અને સ્ટેટર વિન્ડિંગ્સની ગોઠવણીને કારણે છે. એસી મોટર્સમાં, પરિભ્રમણનું ઇલેક્ટ્રોમોટિવ બળ સાઇનોસોઇડલ છે. આ લેખમાં આપણે ખૂબ જ સામાન્ય પ્રકારની બ્રશલેસ મોટર - BLDC (ડાયરેક્ટ કરંટ) ના નિયંત્રણ વિશે વાત કરીશું.

ડીસી વાલ્વ મોટર અને તેના નિયંત્રણ સિદ્ધાંત BLDC મોટર્સને સેમિકન્ડક્ટર સ્વીચની હાજરી દ્વારા અલગ પાડવામાં આવે છે જે બ્રશ-કલેક્ટીંગ બ્લોકને બદલે કાર્ય કરે છે જે લાક્ષણિકતા છે. ડીસી મશીનો સ્ટેટર વિન્ડિંગ અને મેગ્નેટિક રોટર સાથે.

વાલ્વ મોટર કોમ્યુટેટરનું સ્વિચિંગ રોટરની વર્તમાન સ્થિતિ (રોટરની સ્થિતિના આધારે) પર આધાર રાખીને થાય છે. મોટેભાગે, સ્ટેટર વિન્ડિંગ ત્રણ-તબક્કાની હોય છે, જે સ્ટાર-કનેક્ટેડ ઇન્ડક્શન મોટરની જેમ જ હોય ​​છે, અને કાયમી મેગ્નેટ રોટરનું બાંધકામ અલગ હોઈ શકે છે.

BLDC માં ડ્રાઇવિંગ ક્ષણ સ્ટેટર અને રોટરના ચુંબકીય પ્રવાહની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના પરિણામે રચાય છે: સ્ટેટરનો ચુંબકીય પ્રવાહ હંમેશા રોટરને એવી સ્થિતિમાં ફેરવવાનું વલણ ધરાવે છે કે કાયમી ચુંબકનો ચુંબકીય પ્રવાહ તેના પર સ્થાપિત સ્ટેટરના ચુંબકીય પ્રવાહ સાથે દિશામાં એકરુપ છે.

તે જ રીતે, પૃથ્વીનું ચુંબકીય ક્ષેત્ર હોકાયંત્રની સોયને દિશા આપે છે - તે તેને "ક્ષેત્રની સાથે" પ્રગટ કરે છે. રોટર પોઝિશન સેન્સર તમને પ્રવાહ વચ્ચેના કોણને 90 ± 30 ° ના સ્તરે સ્થિર રાખવા દે છે, આ સ્થિતિમાં ટોર્ક મહત્તમ છે.

BLDC સ્ટેટર વિન્ડિંગ પાવર સપ્લાય સેમિકન્ડક્ટર સ્વિચ એ ત્રણ ઓપરેટિંગ તબક્કાઓના વોલ્ટેજ અથવા પ્રવાહોને સ્વિચ કરવા માટે સખત 120 ° અલ્ગોરિધમ સાથે નિયંત્રિત સેમિકન્ડક્ટર કન્વર્ટર છે.

રિજનરેટિવ બ્રેકિંગની શક્યતા સાથે કન્વર્ટરના પાવર વિભાગના કાર્યાત્મક રેખાકૃતિનું ઉદાહરણ ઉપરની આકૃતિમાં બતાવવામાં આવ્યું છે. અહીં, આઉટપુટના કંપનવિસ્તાર-પલ્સ મોડ્યુલેશન સાથેનું ઇન્વર્ટર શામેલ છે IGBT ટ્રાંઝિસ્ટર, અને કંપનવિસ્તાર આભારને સમાયોજિત કરવામાં આવે છે પલ્સ પહોળાઈ મોડ્યુલેશન મધ્યવર્તી ડીસી લિંક પર.

મૂળભૂત રીતે, આ હેતુ માટે, સ્વાયત્ત વોલ્ટેજવાળા થાઇરિસ્ટર ફ્રીક્વન્સી કન્વર્ટર અથવા પાવર કંટ્રોલ સાથે વર્તમાન ઇન્વર્ટર અને પીડબ્લ્યુએમ મોડમાં નિયંત્રિત સ્વાયત્ત વોલ્ટેજ ઇન્વર્ટર સાથે અથવા આઉટપુટ વર્તમાનના રિલે નિયમન સાથે ટ્રાન્ઝિસ્ટર ફ્રીક્વન્સી કન્વર્ટરનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.

પરિણામે, મોટરની ઇલેક્ટ્રોમિકેનિકલ લાક્ષણિકતાઓ મેગ્નેટોઇલેક્ટ્રિક અથવા સ્વતંત્ર ઉત્તેજના સાથે પરંપરાગત ડીસી મશીનો જેવી જ છે, તેથી જ BLDC નિયંત્રણ સિસ્ટમો રોટર ક્રાંતિ અને વર્તમાન લૂપ્સ સાથે ડીસી ડ્રાઇવના સ્લેવ કોઓર્ડિનેટ નિયંત્રણના ક્લાસિકલ સિદ્ધાંત અનુસાર બનાવવામાં આવે છે. સ્ટેટર.

કોમ્યુટેટરના યોગ્ય સંચાલન માટે, ધ્રુવ મોટર સાથે જોડાયેલ કેપેસિટીવ અથવા ઇન્ડક્ટિવ ડિસ્ક્રીટ સેન્સરનો ઉપયોગ સેન્સર અથવા સિસ્ટમ તરીકે કરી શકાય છે. કાયમી ચુંબક સાથે હોલ ઇફેક્ટ સેન્સર પર આધારિત.

જો કે, સેન્સરની હાજરી ઘણીવાર સમગ્ર મશીનની ડિઝાઇનને જટિલ બનાવે છે, અને કેટલીક એપ્લિકેશનોમાં રોટર પોઝિશન સેન્સર બિલકુલ ઇન્સ્ટોલ કરી શકાતું નથી. તેથી, વ્યવહારમાં, તેઓ ઘણીવાર "સેન્સરલેસ" કંટ્રોલ સિસ્ટમનો ઉપયોગ કરે છે. સેન્સરલેસ કંટ્રોલ એલ્ગોરિધમ ઇન્વર્ટર ટર્મિનલ્સમાંથી સીધા ડેટાના વિશ્લેષણ અને રોટર અથવા પાવર સપ્લાયની વર્તમાન આવર્તન પર આધારિત છે.

સૌથી વધુ લોકપ્રિય સેન્સરલેસ અલ્ગોરિધમ મોટરના એક તબક્કા માટે EMF ની ગણતરી પર આધારિત છે, જે આ ક્ષણે પાવર સપ્લાયથી ડિસ્કનેક્ટ છે. શૂન્ય દ્વારા બંધ તબક્કાનું EMF સંક્રમણ નિશ્ચિત છે, 90 ° નું શિફ્ટ નક્કી કરવામાં આવે છે, આગામી વર્તમાન પલ્સનો મધ્ય ભાગ જે સમયે ઘટવો જોઈએ તેની ગણતરી કરવામાં આવે છે. આ પદ્ધતિનો ફાયદો એ તેની સરળતા છે, પરંતુ ગેરફાયદા પણ છે: ઓછી ઝડપે, શૂન્ય ક્રોસિંગની ક્ષણ નક્કી કરવી ખૂબ મુશ્કેલ છે; મંદી માત્ર સતત રોટેશનલ ઝડપે જ સચોટ હશે.

દરમિયાન, વધુ સચોટ નિયંત્રણ માટે, રોટરની સ્થિતિનો અંદાજ કાઢવા માટે જટિલ પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે: તબક્કાઓના પ્રવાહના જોડાણ અનુસાર, વિન્ડિંગ્સના ઇએમએફના ત્રીજા હાર્મોનિક અનુસાર, ઇન્ડક્ટન્સમાં ફેરફાર અનુસાર. તબક્કો વિન્ડિંગ્સ.

મોનિટરિંગ સ્ટ્રીમિંગ કનેક્શન્સનું ઉદાહરણ ધ્યાનમાં લો. જ્યારે મોટરને લંબચોરસ વોલ્ટેજ પલ્સ સાથે સપ્લાય કરવામાં આવે છે ત્યારે BLDC ટોર્ક રિપલ 25% સુધી પહોંચે છે, જે અસમાન પરિભ્રમણમાં પરિણમે છે, નીચે ગતિ નિયંત્રણ મર્યાદા બનાવે છે. તેથી, ચોરસ આકારની નજીકના પ્રવાહો બંધ નિયંત્રણ લૂપ્સ દ્વારા સ્ટેટર તબક્કામાં રચાય છે.