מבוא ללולאה הנוכחית של עקרון הבקרה
של מנוע ההנעה של רכבי אנרגיה חדשים
ברכבי אנרגיה חדשים, בקר המנוע (MCU) מממש את בקרת המומנט והמהירות של מנוע ההנעה (כגון מנוע סינכרוני מגנט קבוע, PMSM). אסטרטגיות הבקרה הנפוצות שלה הן:
• בקרת וקטור (שליטה מכוונת שדה, FOC): אסטרטגיה זו היא שיטת הבקרה הנפוצה ביותר ביישומי רכב נוכחיים. הוא יכול לשלוט באופן עצמאי בשדה המגנטי של העירור של המנוע (השדה המגנטי של העירור של המנוע הסינכרוני של המגנט הקבוע מסופק על ידי המגנט הקבוע, ולא נדרש זרם עירור נוסף כדי לבסס את השדה המגנטי. כאן הכוונה לשמירה על יציבות של קישור השטף המגנטי דרך Id) והשדה המגנטי של המומנט, ובכך להשיג שליטה מדויקת על המומנט והמהירות.
• בקרת מומנט ישירה (בקרת מומנט ישירה, DTC): שיטה זו אינה מצריכה טרנספורמציה של קואורדינטות מורכבות, אלא משיגה את יעד הבקרה על ידי מדידה ובקרה ישירה של המומנט האלקטרומגנטי והצמדת שטף הסטטור של המנוע.
כאן, אם ניקח לדוגמא את בקרת הלולאה הנוכחית באסטרטגיית הבקרה הווקטורית, תהליך הבקרה של מנוע ההנעה מתמצה באופן הבא:
1. מיקום רוטור מנוע ומדידת מהירות.
ה-MCU מקבל את מידע המיקום והמהירות של רוטור המנוע מהמקודד הסיבובי המותקן בקצה אחד של ציר המנוע או משולב בתוך המנוע, ומחובר לציר המנוע באמצעות צימוד כדי להבטיח שהם יכולים להסתובב קואקסיאלית.
ישנם בעיקר שני סוגים של מקודדים סיבוביים: מקודדים מוחלטים ומקודדים אינקרמנטליים. אם לוקחים את היישום של מקודדים אינקרמנטליים כדוגמה, הוא מורכב בדרך כלל משני רצפי פולסים של A ו-B עם הפרש פאזה של 90 מעלות, ומיקום הייחוס מסומן על ידי פעימת הפאזה Z, הנקראת בדרך כלל מיקום האפס או המקור. אוֹת.
כאשר המנוע מסתובב, שלב A ושלב B יוציאו לסירוגין פולסים של גל ריבועי. בשלב זה, ה-MCU יכול לקבוע את כיוון הסיבוב של המנוע על ידי השוואת הפרש הפאזה של 90 מעלות בין שני השלבים, ולקבוע את הזווית או המרחק שהמנוע הסתובב על ידי רישום מספר הפולסים והשינוי במספר הפולסים ליחידת זמן, וחשב את מהירות המנוע. באמצעות מידע על מיקום הרוטור והמהירות המתקבל, ה-MCU יכול לבצע בקרה נוספת כגון הלולאה הנוכחית או לולאת המהירות.
לדוגמה, כאשר המנוע מסתובב בזווית מסוימת, המקודד יפיק מספר מתאים של פולסים. כיוון הסיבוב של המנוע נקבע על ידי השוואת סדר הפולסים A-phase ו-B-phase, והמהירות מחושבת על סמך מספר הפולסים ליחידת זמן. בהנחה שה-MCU מקבל 10,000 פולסים בשנייה אחת, והמקודד מייצר רק 1,000 פולסים לכל סיבוב, מהירות המנוע היא 10rpm/s (מהירות מנוע ω).
המקודד יוצר פולס Z-phase עבור כל סיבוב. כאשר ה-MCU מקבל את הדופק Z-phase בפעם הראשונה, הוא משתמש במיקום זה כנקודת ייחוס אפס ולאחר מכן סופר את מספר הפולסים בפאזה A כדי לקבוע את מיקום רוטור המנוע ביחס למצב האפס. אם יתגלו 300 פולסים של שלב A, המיקום הזוויתי של רוטור המנוע ביחס למצב האפס יהיה 300/1000 סיבובים או 108 מעלות (מומר לרדיאנים θ=3π/5).
