مستقل مقناطيس موٽرز جي هم وقت ساز انڊڪٽنس جي ماپ

I. هم وقت ساز انڊڪٽنس کي ماپڻ جو مقصد ۽ اهميت
(1) هم وقت ساز انڊڪٽنس جي پيرا ميٽرز کي ماپڻ جو مقصد (يعني ڪراس-محور انڊڪٽنس)
مستقل مقناطيس هم وقت ساز موٽر ۾ AC ۽ DC انڊڪٽنس پيرا ميٽر ٻه اهم ترين پيرا ميٽر آهن. انهن جو صحيح حصول موٽر جي خاصيت جي حساب، متحرڪ سموليشن ۽ رفتار جي ڪنٽرول لاءِ لازمي شرط ۽ بنياد آهي. هم وقت ساز انڊڪٽنس کي ڪيترن ئي مستحڪم رياستي خاصيتن جهڙوڪ پاور فيڪٽر، ڪارڪردگي، ٽورڪ، آرمچر ڪرنٽ، پاور ۽ ٻين پيرا ميٽرز جي حساب لاءِ استعمال ڪري سگهجي ٿو. ویکٹر ڪنٽرول استعمال ڪندي مستقل مقناطيس موٽر جي ڪنٽرول سسٽم ۾، هم وقت ساز انڊڪٽر پيرا ميٽر سڌو سنئون ڪنٽرول الگورتھم ۾ شامل آهن، ۽ تحقيق جا نتيجا ڏيکارين ٿا ته ڪمزور مقناطيسي علائقي ۾، موٽر پيرا ميٽرز جي غلطيءَ سان ٽورڪ ۽ طاقت ۾ اهم گهٽتائي ٿي سگهي ٿي. هي هم وقت ساز انڊڪٽر پيرا ميٽرز جي اهميت کي ظاهر ڪري ٿو.
(2) هم وقت ساز انڊڪٽنس کي ماپڻ ۾ نوٽ ڪرڻ جا مسئلا
هڪ اعلي طاقت جي کثافت حاصل ڪرڻ لاءِ، مستقل مقناطيس هم وقت ساز موٽرن جي جوڙجڪ اڪثر ڪري وڌيڪ پيچيده هجڻ لاءِ ٺهيل هوندي آهي، ۽ موٽر جو مقناطيسي سرڪٽ وڌيڪ سير ٿيل هوندو آهي، جنهن جي نتيجي ۾ موٽر جو هم وقت ساز انڊڪٽنس پيرا ميٽر مقناطيسي سرڪٽ جي سير ٿيل هجڻ سان مختلف ٿيندو آهي. ٻين لفظن ۾، موٽر جي آپريٽنگ حالتن سان پيرا ميٽر تبديل ٿيندا، مڪمل طور تي هم وقت ساز انڊڪٽنس پيرا ميٽرز جي درجه بندي ڪيل آپريٽنگ حالتن سان موٽر پيرا ميٽرز جي نوعيت کي صحيح طور تي ظاهر نه ڪري سگهندا آهن. تنهن ڪري، مختلف آپريٽنگ حالتن هيٺ انڊڪٽنس قدرن کي ماپڻ ضروري آهي.
2. مستقل مقناطيس موٽر هم وقت ساز انڊڪٽنس ماپ جا طريقا
هي پيپر هم وقت ساز انڊڪٽنس کي ماپڻ جا مختلف طريقا گڏ ڪري ٿو ۽ انهن جو تفصيلي مقابلو ۽ تجزيو ڪري ٿو. انهن طريقن کي تقريبن ٻن مکيه قسمن ۾ ورهائي سگهجي ٿو: سڌو لوڊ ٽيسٽ ۽ اڻ سڌي طرح جامد ٽيسٽ. جامد ٽيسٽنگ کي وڌيڪ اي سي جامد ٽيسٽنگ ۽ ڊي سي جامد ٽيسٽنگ ۾ ورهايو ويو آهي. اڄ، اسان جي "هم وقت ساز انڊڪٽر ٽيسٽ طريقن" جي پهرين قسط لوڊ ٽيسٽ جي طريقي جي وضاحت ڪندي.

ادب [1] سڌي لوڊ طريقي جي اصول کي متعارف ڪرائي ٿو. مستقل مقناطيس موٽرز کي عام طور تي ٻٽي رد عمل جي نظريي کي استعمال ڪندي انهن جي لوڊ آپريشن جو تجزيو ڪرڻ لاءِ تجزيو ڪري سگهجي ٿو، ۽ جنريٽر ۽ موٽر آپريشن جا فيز ڊاگرام هيٺ ڏنل شڪل 1 ۾ ڏيکاريا ويا آهن. جنريٽر جو پاور اينگل θ مثبت آهي E0 U کان وڌيڪ هجڻ سان، پاور فيڪٽر اينگل φ مثبت آهي I U کان وڌيڪ هجڻ سان، ۽ اندروني پاور فيڪٽر اينگل ψ مثبت آهي E0 کان وڌيڪ هجڻ سان. موٽر جو پاور اينگل θ مثبت آهي U E0 کان وڌيڪ هجڻ سان، پاور فيڪٽر اينگل φ مثبت آهي U I کان وڌيڪ هجڻ سان، ۽ اندروني پاور فيڪٽر اينگل ψ مثبت آهي I E0 کان وڌيڪ هجڻ سان.

شڪل 1 مستقل مقناطيس هم وقت ساز موٽر آپريشن جو مرحلو ڊاگرام
(الف) جنريٽر جي حالت (ب) موٽر جي حالت

هن مرحلي جي ڊاگرام جي مطابق حاصل ڪري سگهجي ٿو: جڏهن مستقل مقناطيس موٽر لوڊ آپريشن، ماپيل ڪو-لوڊ ايڪسائيٽيشن اليڪٽرو موٽو فورس E0، آرمچر ٽرمينل وولٽيج U، ڪرنٽ I، پاور فيڪٽر اينگل φ ۽ پاور اينگل θ ۽ انهي تي، سڌي محور جي آرمچر ڪرنٽ حاصل ڪري سگهجي ٿو، ڪراس-محور جزو Id = Isin (θ - φ) ۽ Iq = Icos (θ - φ)، پوءِ Xd ۽ Xq هيٺ ڏنل مساوات مان حاصل ڪري سگهجن ٿا:

جڏهن جنريٽر هلي رهيو آهي:

Xd=[E0-Ucosθ-IR1cos(θ-φ)]/Id (1)
Xq=[Usinθ+IR1sin(θ-φ)]/Iq (2)

جڏهن موٽر هلي رهي آهي:

Xd=[E0-Ucosθ+IR1cos(θ-φ)]/Id (3)
Xq=[Usinθ-IR1sin(θ-φ)]/Iq (4)

مستقل مقناطيس هم وقت ساز موٽرن جا مستحڪم حالت جا پيرا ميٽر موٽر جي آپريٽنگ حالتن جي تبديلي سان تبديل ٿيندا آهن، ۽ جڏهن آرمچر ڪرنٽ تبديل ٿئي ٿو، ته Xd ۽ Xq ٻئي تبديل ٿين ٿا. تنهن ڪري، پيرا ميٽرز کي طئي ڪرڻ وقت، موٽر جي آپريٽنگ حالتن کي پڻ ظاهر ڪرڻ جي پڪ ڪريو. (متبادل ۽ سڌي شافٽ ڪرنٽ يا اسٽيٽر ڪرنٽ جي مقدار ۽ اندروني پاور فيڪٽر اينگل)

سڌي لوڊ طريقي سان انڊڪٽو پيرا ميٽرز کي ماپڻ ۾ مکيه ڏکيائي پاور اينگل θ جي ماپ ۾ آهي. جيئن اسان ڄاڻون ٿا، اهو موٽر ٽرمينل وولٽيج U ۽ ايڪسائيٽيشن اليڪٽرو موٽيو فورس جي وچ ۾ فيز اينگل فرق آهي. جڏهن موٽر مستحڪم طور تي هلي رهي آهي، ته آخرڪار وولٽيج سڌو سنئون حاصل ڪري سگهجي ٿو، پر E0 سڌو سنئون حاصل نه ٿو ڪري سگهجي، تنهن ڪري اهو صرف اڻ سڌي طريقي سان حاصل ڪري سگهجي ٿو ته جيئن E0 جي ساڳئي فريڪوئنسي سان هڪ دوراني سگنل حاصل ڪري سگهجي ۽ آخري وولٽيج سان فيز جو مقابلو ڪرڻ لاءِ E0 کي تبديل ڪرڻ لاءِ هڪ مقرر مرحلو فرق حاصل ڪري سگهجي.

روايتي اڻ سڌي طريقا آهن:
1) ٽيسٽ دفن ٿيل پچ هيٺ موٽر جي آرمچر سلاٽ ۾ ۽ ماپڻ واري ڪوئل جي طور تي نفيس تار جي ڪيترن ئي موڙن جي موٽر جي اصل ڪوئل ۾، ٽيسٽ وولٽيج جي مقابلي واري سگنل هيٺ موٽر وائنڊنگ سان ساڳيو مرحلو حاصل ڪرڻ لاءِ، پاور فيڪٽر اينگل جي مقابلي ذريعي حاصل ڪري سگهجي ٿو.
2) ٽيسٽ هيٺ موٽر جي شافٽ تي هڪ هم وقت ساز موٽر نصب ڪريو جيڪا ٽيسٽ هيٺ موٽر سان ملندڙ جلندڙ هجي. وولٽيج فيز ماپڻ جو طريقو [2]، جيڪو هيٺ بيان ڪيو ويندو، هن اصول تي ٻڌل آهي. تجرباتي ڪنيڪشن ڊاگرام شڪل 2 ۾ ڏيکاريو ويو آهي. TSM ٽيسٽ هيٺ مستقل مقناطيس هم وقت ساز موٽر آهي، ASM هڪ هڪجهڙائي هم وقت ساز موٽر آهي جيڪا اضافي طور تي گهربل آهي، PM پرائم موور آهي، جيڪو يا ته هڪ هم وقت ساز موٽر يا DC موٽر ٿي سگهي ٿو، B بريڪ آهي، ۽ DBO هڪ ڊبل بيم آسيلو اسڪوپ آهي. TSM ۽ ASM جا مرحلا B ۽ C آسيلو اسڪوپ سان ڳنڍيل آهن. جڏهن TSM ٽن مرحلن واري پاور سپلائي سان ڳنڍيل آهي، آسيلو اسڪوپ سگنل VTSM ۽ E0ASM وصول ڪري ٿو. ڇاڪاڻ ته ٻئي موٽر هڪجهڙا آهن ۽ هم وقت سازي سان گھمندا آهن، ٽيسٽر جي TSM جو نو-لوڊ بيڪ پوٽينشل ۽ ASM جو نو-لوڊ بيڪ پوٽينشل، جيڪو جنريٽر طور ڪم ڪري ٿو، E0ASM، مرحلي ۾ آهن. تنهن ڪري، پاور اينگل θ، يعني VTSM ۽ E0ASM جي وچ ۾ مرحلي جي فرق کي ماپي سگهجي ٿو.

شڪل 2 پاور اينگل کي ماپڻ لاءِ تجرباتي وائرنگ ڊاگرام

هي طريقو گهڻو استعمال نه ڪيو ويندو آهي، خاص طور تي ڇاڪاڻ ته: ① روٽر شافٽ ۾ لڳل ننڍي هم وقت ساز موٽر يا روٽري ٽرانسفارمر کي ماپڻ لاءِ گهربل موٽر ۾ ٻه شافٽ وڌايل آخر هوندو آهي، جيڪو ڪرڻ اڪثر ڏکيو هوندو آهي. ② پاور اينگل ماپ جي درستگي گهڻو ڪري VTSM ۽ E0ASM جي اعليٰ هارمونڪ مواد تي منحصر آهي، ۽ جيڪڏهن هارمونڪ مواد نسبتاً وڏو آهي، ته ماپ جي درستگي گهٽجي ويندي.
3) پاور اينگل ٽيسٽ جي درستگي ۽ استعمال ۾ آساني کي بهتر بڻائڻ لاءِ، هاڻي روٽر پوزيشن سگنل کي ڳولڻ لاءِ پوزيشن سينسرز جو وڌيڪ استعمال، ۽ پوءِ آخري وولٽيج اپروچ سان فيز مقابلو.
بنيادي اصول اهو آهي ته ماپيل مستقل مقناطيس هم وقت ساز موٽر جي شافٽ تي هڪ پروجيڪٽ ٿيل يا عڪاسي ٿيل فوٽو اليڪٽرڪ ڊسڪ نصب ڪيو وڃي، ڊسڪ تي هڪجهڙائي سان ورهايل سوراخن جو تعداد يا ڪارو ۽ اڇو مارڪر ۽ ٽيسٽ هيٺ هم وقت ساز موٽر جي قطبن جي جوڙن جو تعداد. جڏهن ڊسڪ موٽر سان هڪ انقلاب گھمائي ٿي، فوٽو اليڪٽرڪ سينسر پي روٽر پوزيشن سگنل وصول ڪري ٿو ۽ پي گهٽ وولٽيج پلس پيدا ڪري ٿو. جڏهن موٽر هم وقت سازي سان هلي رهي آهي، ته هن روٽر پوزيشن سگنل جي فريڪوئنسي آرميچر ٽرمينل وولٽيج جي فريڪوئنسي جي برابر آهي، ۽ ان جو مرحلو جوش اليڪٽرو موٽو فورس جي مرحلي کي ظاهر ڪري ٿو. هم وقت سازي پلس سگنل کي شڪل ڏيڻ، فيز شفٽ ڪرڻ ۽ ٽيسٽ موٽر آرميچر وولٽيج ذريعي فيز جي مقابلي لاءِ فيز جي فرق کي حاصل ڪرڻ لاءِ وڌايو ويندو آهي. سيٽ ڪريو جڏهن موٽر نو-لوڊ آپريشن، فيز فرق θ1 آهي (تقريبن هن وقت پاور اينگل θ = 0)، جڏهن لوڊ هلي رهيو آهي، فيز فرق θ2 آهي، پوءِ فيز فرق θ2 - θ1 ماپيل مستقل مقناطيس هم وقت ساز موٽر لوڊ پاور اينگل ويليو آهي. اسڪيميٽڪ ڊاگرام شڪل 3 ۾ ڏيکاريو ويو آهي.

شڪل 3 طاقت جي زاويه جي ماپ جو اسڪيميٽڪ ڊاگرام

جيئن فوٽو اليڪٽرڪ ڊسڪ ۾ هڪجهڙائي سان ڪارو ۽ اڇو نشان سان ڍڪيل وڌيڪ ڏکيو آهي، ۽ جڏهن ماپيل مستقل مقناطيس هم وقت ساز موٽر پول ساڳئي وقت ڊسڪ کي نشان لڳائڻ هڪ ٻئي سان عام نه ٿي سگهي. سادگي لاءِ، مستقل مقناطيس موٽر ڊرائيو شافٽ ۾ پڻ جانچ ڪري سگهجي ٿو جيڪو ڪارو ٽيپ جي دائري ۾ لپيل آهي، هڪ اڇي نشان سان ڍڪيل آهي، ٽيپ جي مٿاڇري تي هن دائري ۾ گڏ ٿيل روشني ذريعي خارج ٿيندڙ عڪاسي ڪندڙ فوٽو اليڪٽرڪ سينسر روشني جو ذريعو. هن طريقي سان، موٽر جي هر موڙ، فوٽو حساس ٽرانزسٽر ۾ فوٽو اليڪٽرڪ سينسر هڪ ڀيرو عڪاسي ٿيل روشني ۽ چالکائي حاصل ڪرڻ جي ڪري، نتيجي ۾ هڪ برقي نبض سگنل، امپليفڪيشن ۽ شڪل ڏيڻ کان پوءِ هڪ مقابلي سگنل E1 حاصل ڪرڻ لاءِ. ڪنهن به ٻن مرحلن واري وولٽيج جي ٽيسٽ موٽر آرميچر وائنڊنگ آخر کان، وولٽيج ٽرانسفارمر پي ٽي پاران گهٽ وولٽيج تائين، وولٽيج ڪمپيريٽر ڏانهن موڪليو ويو، وولٽيج پلس سگنل U1 جي مستطيل مرحلي جي نمائندي جي ٺهڻ. U1 پي-ڊويزن فريڪوئنسي ذريعي، مرحلو مقابلو ڪندڙ مقابلو مرحلو ۽ مرحلو مقابلو ڪندڙ جي وچ ۾ مقابلو حاصل ڪرڻ لاءِ. U1 p-ڊويزن فريڪوئنسي ذريعي، فيز ڪمپيريٽر ذريعي ان جي فيز فرق کي سگنل سان ڀيٽڻ لاءِ.
مٿي ڏنل پاور اينگل ماپڻ جي طريقي جي خامي اها آهي ته ٻنهي ماپن جي وچ ۾ فرق کي پاور اينگل حاصل ڪرڻ لاءِ ڪيو وڃي. ٻن مقدارن کي گھٽائڻ کان بچڻ ۽ درستگي کي گھٽائڻ لاءِ، لوڊ فيز فرق θ2 جي ماپ ۾، U2 سگنل ريورسل، ماپيل فيز فرق θ2'=180 ° - θ2 آهي، پاور اينگل θ=180 ° - (θ1 + θ2')، جيڪو ٻن مقدارن کي فيز جي گھٽائڻ کان اضافي ۾ تبديل ڪري ٿو. فيز مقدار جو ڊاگرام شڪل 4 ۾ ڏيکاريو ويو آهي.

شڪل 4 مرحلي جي فرق کي ڳڻڻ لاءِ مرحلي جي اضافي طريقي جو اصول

ٻيو بهتر طريقو وولٽيج مستطيل ويوفارم سگنل فريڪوئنسي ڊويزن استعمال نٿو ڪري، پر هڪ مائڪرو ڪمپيوٽر استعمال ڪندي سگنل ويوفارم کي هڪ ئي وقت رڪارڊ ڪرڻ لاءِ، ترتيب وار، ان پٽ انٽرفيس ذريعي، بغير لوڊ وولٽيج ۽ روٽر پوزيشن سگنل ويوفارم U0، E0، انهي سان گڏ لوڊ وولٽيج ۽ روٽر پوزيشن مستطيل ويوفارم سگنل U1، E1 کي رڪارڊ ڪريو، ۽ پوءِ ٻنهي رڪارڊنگ جي ويوفارمز کي هڪ ٻئي جي نسبت منتقل ڪريو جيستائين ٻن وولٽيج مستطيل ويوفارم سگنلن جي ويوفارمز مڪمل طور تي اوورليپ نه ٿي وڃن، جڏهن ٻن روٽر جي وچ ۾ فيز فرق ٻن روٽر پوزيشن سگنلن جي وچ ۾ فيز فرق پاور اينگل آهي؛ يا ويوفارم کي ٻن روٽر پوزيشن سگنل ويوفارمز سان ملندڙ موج ڏانهن منتقل ڪريو، پوءِ ٻن وولٽيج سگنلن جي وچ ۾ فيز فرق پاور اينگل آهي.
اهو ٻڌائڻ گهرجي ته مستقل مقناطيس سنڪرونس موٽر جي اصل نو لوڊ آپريشن ۾، پاور اينگل صفر نه آهي، خاص طور تي ننڍي موٽرن لاءِ، نو لوڊ آپريشن جي ڪري نو لوڊ نقصان (اسٽيٽر ڪاپر نقصان، لوهه نقصان، ميڪيڪل نقصان، گمراه نقصان سميت) نسبتاً وڏو آهي، جيڪڏهن توهان سوچيو ٿا ته صفر جو نو لوڊ پاور اينگل، اهو پاور اينگل جي ماپ ۾ هڪ وڏي غلطي جو سبب بڻجندو، جيڪو ڊي سي موٽر کي موٽر جي حالت ۾ هلائڻ، اسٽيئرنگ جي هدايت ۽ ٽيسٽ موٽر اسٽيئرنگ کي هڪجهڙائي ڏيڻ لاءِ استعمال ڪري سگهجي ٿو، ڊي سي موٽر اسٽيئرنگ سان، ڊي سي موٽر ساڳئي حالت تي هلائي سگهي ٿي، ۽ ڊي سي موٽر کي ٽيسٽ موٽر طور استعمال ڪري سگهجي ٿو. اهو ڊي سي موٽر کي موٽر جي حالت ۾ هلائڻ، اسٽيئرنگ ۽ ٽيسٽ موٽر اسٽيئرنگ کي ڊي سي موٽر سان هڪجهڙائي ڏئي سگهي ٿو ته جيئن ٽيسٽ موٽر جي سڀني شافٽ نقصان (لوهه نقصان، ميڪيڪل نقصان، گمراه نقصان، وغيره سميت) مهيا ڪري سگهجي. فيصلي جو طريقو اهو آهي ته ٽيسٽ موٽر ان پٽ پاور اسٽيٽر ڪاپر جي استعمال جي برابر آهي، يعني P1 = pCu، ۽ مرحلي ۾ وولٽيج ۽ ڪرنٽ. هن ڀيري ماپيل θ1 صفر جي پاور اينگل سان ملندو آهي.
خلاصو: هن طريقي جا فائدا:
① سڌو لوڊ طريقو مختلف لوڊ رياستن جي تحت مستحڪم رياست جي سنترپتي انڊڪٽنس کي ماپي سگھي ٿو، ۽ ان کي ڪنٽرول حڪمت عملي جي ضرورت ناهي، جيڪا وجداني ۽ سادي آهي.
ڇاڪاڻ ته ماپ سڌي طرح لوڊ هيٺ ڪئي وئي آهي، انڊڪٽنس پيرا ميٽرز تي سنترپتي اثر ۽ ڊيماگنيٽيزيشن ڪرنٽ جي اثر کي حساب ۾ رکي سگهجي ٿو.
هن طريقي جا نقصان:
① سڌي لوڊ طريقي سان هڪ ئي وقت وڌيڪ مقدارن کي ماپڻ جي ضرورت آهي (ٽي فيز وولٽيج، ٽي فيز ڪرنٽ، پاور فيڪٽر اينگل، وغيره)، پاور اينگل جي ماپ وڌيڪ ڏکيو آهي، ۽ هر مقدار جي ٽيسٽ جي درستگي جو پيرا ميٽر جي حسابن جي درستگي تي سڌو اثر پوي ٿو، ۽ پيرا ميٽر ٽيسٽ ۾ هر قسم جون غلطيون گڏ ڪرڻ آسان آهن. تنهن ڪري، پيرا ميٽرز کي ماپڻ لاءِ سڌو لوڊ طريقو استعمال ڪندي، غلطي جي تجزيي تي ڌيان ڏيڻ گهرجي، ۽ ٽيسٽ اوزار جي اعليٰ درستگي کي چونڊيو وڃي.
② هن ماپ جي طريقي ۾ ايڪسائيٽيشن اليڪٽرو موٽيو فورس E0 جي قيمت سڌو سنئون موٽر ٽرمينل وولٽيج سان بغير لوڊ جي تبديل ڪئي ويندي آهي، ۽ هي لڳ ڀڳ پڻ موروثي غلطيون آڻيندو آهي. ڇاڪاڻ ته، مستقل مقناطيس جو آپريٽنگ پوائنٽ لوڊ سان تبديل ٿئي ٿو، جنهن جو مطلب آهي ته مختلف اسٽيٽر ڪرنٽ تي، مستقل مقناطيس جي پارگميتا ۽ فلوڪس کثافت مختلف آهي، تنهن ڪري نتيجي ۾ ايڪسائيٽيشن اليڪٽرو موٽيو فورس پڻ مختلف آهي. هن طريقي سان، لوڊ جي حالت ۾ ايڪسائيٽيشن اليڪٽرو موٽيو فورس کي بغير لوڊ جي ايڪسائيٽيشن اليڪٽرو موٽيو فورس سان تبديل ڪرڻ تمام صحيح ناهي.
حوالا
[1] تانگ رينيوان ۽ ٻيا. جديد مستقل مقناطيس موٽر ٿيوري ۽ ڊيزائن. بيجنگ: مشينري انڊسٽري پريس. مارچ 2011
[2] جي ايف گيرس، ايم. ونگ. مستقل مقناطيس موٽر ٽيڪنالاجي، ڊيزائن ۽ ايپليڪيشنون، ٻيو ايڊيشن. نيو يارڪ: مارسل ڊيڪر، 2002:170~171
ڪاپي رائيٽ: هي مضمون WeChat پبلڪ نمبر موٽر پيڪ (电机极客) جو ٻيهر ڇپيل آهي، اصل لنڪhttps://mp.weixin.qq.com/s/Swb2QnApcCWgbLlt9jMp0A

هي مضمون اسان جي ڪمپني جي خيالن جي نمائندگي نٿو ڪري. جيڪڏهن توهان جا مختلف رايا يا خيال آهن، مهرباني ڪري اسان کي درست ڪريو!