ในมอเตอร์กระแสตรงมีจุดเปลี่ยนหนึ่งจุดที่ดีที่สุดในทุกด้านหรือไม่?

คำถามล่าสุดนี้ทำให้ฉันคิดเกี่ยวกับช่วงเวลาในการแลกเปลี่ยนและทำไมการพัฒนาถึงเป็นที่พึงปรารถนา อย่างไรก็ตามฉันต้องการพิจารณาปรากฏการณ์ที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นและฉันค่อนข้างมั่นใจว่าความเข้าใจของฉันไม่สมบูรณ์ดังนั้นฉันจึงคิดว่าฉันจะลองคำถามใหม่

สนามสเตเตอร์และโรเตอร์รวมกันเพื่อสร้างสนามโดยรวมที่มีการหมุนและมอเตอร์บางตัวเลื่อนเวลาเปลี่ยนไปเพื่อลดการสลับขั้ว นี่คือภาพประกอบจากบทความนี้เกี่ยวกับระบบไฟฟ้าใต้น้ำ :

ส่วนที่สิ่งนี้ปรากฏขึ้นกำลังพูดถึงเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดังนั้นลูกศรที่ชื่อว่า "การหมุน" จะย้อนกลับหากเราคิดว่านี่เป็นมอเตอร์ หากนี่คือมอเตอร์ที่มีกระแสและสนามลากเราคาดหวังว่ามันจะหมุนไปในทิศทางตรงกันข้ามทวนเข็มนาฬิกา

เนื่องจากที่จุดเลเบล "ระนาบกลางใหม่" โรเตอร์ไม่ผ่านเส้นแรงแม่เหล็กใด ๆ จึงไม่มีแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำดังนั้นหากทำการเปลี่ยนที่นี่จะมีแรงกระทำน้อยที่สุด

แต่โดยการย้ายจุดเปลี่ยนเราได้สละพารามิเตอร์อื่น ๆ บ้างไหม? เราลดแรงบิดหรือไม่? ประสิทธิภาพ? หรือนี่คือจุดเปลี่ยนที่เหมาะสมที่สุดในทุกประการ?

ความเข้าใจของฉันคือว่ามอเตอร์ต้องการหมุนทวนเข็มนาฬิกาเพราะนี่หมายถึงพลังงานที่มีศักยภาพลดลงโดยไม่หมุนสนามและปรับแนวสเตเตอร์และโรเตอร์ ถูกต้องหรือไม่

มันเปลี่ยนไปเนื่องจากแรงที่กระทำรอบแกนการหมุน แรงเหล่านั้นสร้างแรงบิดซึ่งจะสร้างการเร่งความเร็วเชิงมุมของโรเตอร์

แต่ถ้าเราย้ายจุดเปลี่ยนไปที่นั่นเราไม่ได้หมุนสนามสเตเตอร์แล้วนำไปสู่ระนาบกลางใหม่ หากเราทำการปรับเปลี่ยนนี้ซ้ำมันจะมาบรรจบกันที่จุดเปลี่ยนที่เหมาะสมหรือว่าเราบิดตัวไปทั่วทุกที่หรือไม่? การแลกเปลี่ยนนี้เป็นจุดที่ดีที่สุดในทุกประการหรือมีการประนีประนอมบ้าง?

ตามคำจำกัดความเมื่อใดก็ตามที่คุณหมุนหนึ่งในเขตข้อมูลที่คุณมีเครื่องบินที่เป็นกลางใหม่ จุดเปลี่ยนทั้งหมดในมอเตอร์คือการทำให้ระนาบเป็นกลางในมุมที่แรงบิดถูกขยายให้ใหญ่สุด

ฉันได้ยินมาเสมอว่าเวลาต้องสูงขึ้นด้วยความเร็วที่สูงขึ้น แต่นี่เป็นเรื่องจริงอย่างเคร่งครัดหรือเป็นหน้าที่ของความแรงของกระแส / สนามที่คดเคี้ยวซึ่งเพิ่งเกิดขึ้นมีความสัมพันธ์กับความเร็วในกรณีของภาระทางกลที่คงที่?

ฉันคิดว่าคุณกำลังผสมเอฟเฟกต์สองอย่างที่นี่ ลองพิจารณามอเตอร์แบบไร้แปรง เมื่อกระแสไหลผ่านขดลวดมันจะตั้งอยู่ในระนาบที่เป็นกลาง ณ จุดนี้แรงบิดจะเป็นศูนย์ (ไม่สนใจแรงเสียดทาน) ตอนนี้เริ่มหมุนมันช้าๆด้วยมือแล้ววาดกราฟแรงบิดกับตำแหน่ง จำนวนสูงสุดของกราฟนั้นคือจุดเปลี่ยนความเร็ว "ความเร็วช้าที่สุด" ของคุณ คุณสามารถได้กราฟที่ใกล้เคียงมากโดยใช้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ ฉันจะไม่เรียกสิ่งนี้ว่า ขึ้นอยู่กับจำนวนเฟสและขั้วมันจะเป็นมุมคงที่จากระนาบเป็นกลาง ในระบบ brushless แบบลูปปิดที่มีตัวเข้ารหัสตำแหน่งและไม่มีเซ็นเซอร์เอฟเฟกต์ฮอลล์โดยทั่วไปคุณจะต้องผ่านลำดับที่คุณใส่กระแสผ่านขดลวดเพื่อค้นหาตำแหน่งของระนาบที่เป็นกลาง

ในสถานการณ์แบบไดนามิกที่คุณต้องการหมุนฟิลด์ภายใต้การควบคุมของคุณเพื่อให้เฟสเดียวกันกับแม่เหล็กถาวร เนื่องจากการเหนี่ยวนำและผลกระทบที่ไม่ใช่เชิงเส้นต่าง ๆ เช่นความอิ่มตัวของสนามแม่เหล็กและอุณหภูมิการควบคุมเวลาจำเป็นต้องเปลี่ยนเป็นฟังก์ชั่นของความเร็วเพื่อพยายามและรักษาเฟสเดียวกันระหว่างทุ่ง โดยพื้นฐานแล้วจะมีการหน่วงเวลาระหว่างคำสั่งที่ได้รับและการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นจริงในสนามดังนั้นคำสั่งที่ได้รับก่อนหน้านี้ "ขั้นสูง" เพื่อชดเชยสำหรับที่ ในมอเตอร์แบบแปรงคุณสามารถมีหนึ่งเฟสคงที่ล่วงหน้าได้ดังนั้นคุณต้องทำการประนีประนอมบางอย่างหากคุณวางแผนที่จะทำงานด้วยความเร็วที่แตกต่างกัน นอกจากนี้ยังมีการประนีประนอมแบบคงที่ในมอเตอร์แปรงเช่นขนาดของแปรงและลักษณะการเปิด / ปิดของการควบคุม ในบางสถานการณ์ความล่าช้านี้เล็กน้อย

ไดรเวอร์ BLDC ไร้เซ็นเซอร์ซึ่งตรวจจับการข้ามศูนย์ EMF เป็นศูนย์เพื่อหาจุดเปลี่ยนเป็นตัวอย่างของมอเตอร์ดังกล่าวหรือไม่?

ฉันคิดว่าการข้ามศูนย์ EMF กลับไม่เพียงพอ พวกเขาเพียงสะท้อนตำแหน่ง "คงที่" ที่อธิบายไว้ข้างต้น ดังนั้นคุณจะต้องรู้พารามิเตอร์ของมอเตอร์ก่อนที่คุณจะสามารถปรับการควบคุมของคุณให้เหมาะสม (เช่นการใช้การควบคุมที่เน้นภาคสนาม )

คุณถูกต้องว่าจุดที่เป็นกลางคือจุดที่ตั้งของแปรงตั้งอยู่ในนาม ในขณะที่โรเตอร์หมุนอยู่ฟิลด์ไม่เคลื่อนที่อย่างมีประสิทธิภาพ (มาก) เนื่องจากการเคลื่อนที่ของโรเตอร์จะทำให้ขดลวดชุดเกราะถัดไปทำงาน ดังนั้นภาพสนามใน "C" ก็จะเป็น "การกระเซอะกระเซิง" ในขณะที่ขดลวดกระดองแตกต่างกันไป

สำหรับการผลิตแรงบิดสูงสุดคุณต้องการให้ฟลักซ์กระดองและฟลักซ์ของฟิลด์ถูกจัดตำแหน่งอย่างเหมาะสมและที่ "เต็มกำลัง" (ไม่สนใจว่าแรงบิดนั้นมีผลกระทบต่อกระแสและฟลักซ์ ... )

โปรดทราบว่ามีค่าคงที่เวลาสำหรับกระแสที่จะเพิ่มขึ้นในขดลวดกระดองเนื่องจากความต้านทานที่คดเคี้ยวและเหนี่ยวนำ สิ่งนี้ทำให้เกิดความล่าช้าในฟลักซ์กระดอง / กระแส หากความล่าช้านี้ไม่ได้รับการชดเชยการผลิตแรงบิดที่เหมาะสมจะไม่เกิดขึ้น การเปลี่ยนมุมการเปลี่ยนมุมมองเป็นวิธีหนึ่งในการจัดการกับเรื่องนี้

มุมล่วงหน้า "ถูกต้อง" ขึ้นอยู่กับความเร็วของโรเตอร์ค่าคงที่เวลาของวงจรกระดองและจำนวนของเสากระดอง เนื่องจากค่าคงที่เวลาของเกราะเป็นเวลาที่กำหนดสำหรับความเร็วของโรเตอร์ที่เร็วขึ้นจึงต้องเพิ่มมุมล่วงหน้า

ระนาบเป็นกลางไม่ได้ขึ้นอยู่กับความเร็วเฉพาะกระแส สนามแม่เหล็กสเตเตอร์ (แนวนอนในรูปภาพของคุณด้านบน) และสนามแม่เหล็กกระดอง (แนวตั้งในรูปภาพของคุณด้านบน) ไม่ได้ "เพิ่ม" เข้าด้วยกันเว้นแต่คุณคิดว่าแต่ละเขตข้อมูลเป็นเวกเตอร์ ถ้าเป็นเช่นนั้นคุณควรจะเห็นว่าระนาบกลางสามารถเคลื่อนที่ไปรอบ ๆ ได้เมื่อทั้งสองฟิลด์มีการเปลี่ยนแปลงซึ่งกันและกัน (เช่นถ้าสนามแม่เหล็กสเตเตอร์ยังคงเหมือนเดิมและสนามแม่เหล็กกระดองเพิ่มขึ้นหรือลดลง จะย้าย) ด้วยเหตุนี้คุณจะเห็นได้ว่าทำไมระนาบที่เป็นกลางขึ้นอยู่กับกระแสไม่ใช่ความเร็ว กระแสไฟฟ้าผ่านสเตเตอร์และ / หรือเกราะ (ซึ่งขึ้นอยู่กับโหลด) เป็นตัวกำหนดความแรงของสนามแม่เหล็กซึ่งจะกำหนดตำแหน่งของระนาบเป็นกลาง

สามารถเลื่อนแปรงเพื่อจัดแนวพวกเขาด้วยระนาบที่เป็นกลาง แต่เนื่องจากความจริงที่ว่าตำแหน่งของระนาบเป็นกลางนั้นขึ้นอยู่กับโหลดอาจไม่มีตำแหน่ง ("จัดตำแหน่งอย่างเหมาะสม") เพื่อเลื่อนแปรงของคุณเนื่องจากแอปพลิเคชันส่วนใหญ่ไม่มีจุดโหลดเดียว สิ่งนี้ก็เป็นสิ่งสำคัญที่ต้องคำนึงถึงหากแอปพลิเคชันของคุณต้องการการหมุนทั้งสองทิศทาง จากประสบการณ์ของฉันผู้ออกแบบมอเตอร์ส่วนใหญ่พึ่งพาการผสมผสานระหว่างประสบการณ์และการทดลองที่ผ่านมาเพื่อกำหนดการจัดตำแหน่งแปรงที่เหมาะสมสำหรับแอปพลิเคชันที่กำหนด