শক্তিশালী ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক হস্তক্ষেপের অধীনে অনিচ্ছা-টাইপ রিসোলভারে পাপ/কস সিগন্যাল বিকৃতির বিশ্লেষণ - ইভি রিজলভার সেন্সর

অ্যাপ্লিকেশন যেমন নতুন শক্তি যান বৈদ্যুতিক ড্রাইভ এবং শিল্প servos, অনিচ্ছা-টাইপ রেজলভারগুলি মোটর রটার পজিশন সেন্সর হিসাবে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। এগুলিতে কোনও সেমিকন্ডাক্টর চিপ থাকে না, উচ্চ তাপমাত্রা সহ্য করে এবং কম্পন প্রতিরোধ করে -এগুলি খুব 'আড়ম্বরপূর্ণ' বলে মনে হয়। যাইহোক, অনেক প্রকৌশলী সাইটে একটি বিভ্রান্তিকর সমস্যার সম্মুখীন হন: একবার মোটর শক্তি বৃদ্ধি পায় এবং PWM স্যুইচিং ফ্রিকোয়েন্সি বেড়ে গেলে, রেজলভারের সাইন/কোসাইন আউটপুট সিগন্যালগুলি বিকশিত হয়, ফ্ল্যাট ডিসপ্লে, ফ্ল্যাট এবং অন্যান্য সমস্যা দেখা দেয়। অ্যাঙ্গেল জীটার, টর্ক রিপল, এমনকি কন্ট্রোলার ফল্ট।

I. একটি সাধারণ সমাধানকারী সাইন/কোসাইন সংকেত দেখতে কেমন?

একটি অনিচ্ছা-টাইপ রেজলভারের গঠন তুলনামূলকভাবে সহজ: স্টেটর একটি উত্তেজনাপূর্ণ উইন্ডিং এবং দুটি স্থানিকভাবে অর্থোগোনাল আউটপুট উইন্ডিং বহন করে, যখন রটারটি বিশেষভাবে আকৃতির সিলিকন-স্টিলের প্রধান খুঁটি দিয়ে তৈরি হয় যার কোনো উইন্ডিং নেই। উত্তেজনা উইন্ডিংয়ে একটি উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি সাইনোসয়েডাল উত্তেজনা প্রয়োগ করা হয়:

যখন রটার একটি কোণ θ দ্বারা ঘোরে , তখন দুটি আউটপুট উইন্ডিং যথাক্রমে প্ররোচিত করে:

অনুশীলনে, প্রতিটি সংকেত ডিফারেনশিয়াল, যেমন, S1-S3 এবং S2-S4। দেখা যায়, রেজলভার আউটপুট একটি উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি ক্যারিয়ার যার প্রশস্ততা রটার কোণ  θ দ্বারা পরিমিত হয়  । একটি অসিলোস্কোপে, তরঙ্গরূপ দুটি খাম হিসাবে প্রদর্শিত হয় যা যথাক্রমে সাইন এবং কোসাইন হিসাবে কোণের সাথে পরিবর্তিত হয়।

ডিকোডিং চিপ -রিজলভার-টু-ডিজিটাল কনভার্টার (RDC)-এই সংকেতগুলিকে কমিয়ে দেয়, খামগুলি বের করে এবং এর মাধ্যমে কোণ গণনা করে  

২. শক্তিশালী ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক হস্তক্ষেপ কোথা থেকে আসে

সমাধানকারী সাধারণত মোটর প্রান্তে মাউন্ট করা হয়, একটি সাধারণ শক্তিশালী ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক হস্তক্ষেপ পরিবেশ দ্বারা বেষ্টিত:

·  IGBTs/MOSFET-এর উচ্চ-গতির স্যুইচিং : মোটর কন্ট্রোলারের PWM ক্যারিয়ার ফ্রিকোয়েন্সি সাধারণত কয়েক kHz থেকে দশ kHz এর মধ্যে থাকে, কিন্তু স্যুইচিং প্রান্তগুলি মাত্র দশ থেকে শত শত ন্যানোসেকেন্ডের মধ্যে থাকে, স্পেকট্রা দশ মেগাহার্টজ পর্যন্ত প্রসারিত হয়।

·  পাওয়ার বাসবার এবং ফেজ কেবল : উচ্চ কারেন্ট এবং উচ্চ ভোল্টেজের দ্রুত পরিবর্তন শক্তিশালী বৈদ্যুতিক এবং চৌম্বক ক্ষেত্র তৈরি করে।

·  যোগাযোগকারী এবং রিলে অপারেশন : আরসিং এবং ক্ষণস্থায়ী ডাল তৈরি করুন।

·  পাওয়ার কনভার্টার : পাওয়ার সাপ্লাই স্যুইচিং থেকে রিপল এবং হারমোনিক্স।

একবার এই হস্তক্ষেপগুলি সমাধানকারী সংকেত লাইনের সাথে যুক্ত হয়ে গেলে, তারা অন্যথায় পরিষ্কার সাইন/কোসাইন সংকেতগুলির উপর চাপ দেয়।

III. কিভাবে হস্তক্ষেপ সিগন্যাল চেইনে প্রবেশ করে

চারটি প্রধান পথ রয়েছে যার মাধ্যমে হস্তক্ষেপ সমাধানকারী সংকেত চেইনে প্রবেশ করে:

1. রেডিয়েটিভ কাপলিং
পাওয়ার লাইন এবং স্যুইচিং নোডগুলি অ্যান্টেনা প্রেরণের মতো কাজ করে, অন্যদিকে রেজলভার ওয়্যারিং হারনেসগুলি অ্যান্টেনা গ্রহণ করার মতো কাজ করে। যখন রেজলভার জোতাগুলিকে পাওয়ার তারের সমান্তরালে রাউট করা হয়, তখন উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ফিল্ডগুলি সরাসরি জোতাগুলিতে ভোল্টেজ প্ররোচিত করে।

2. পরিবাহী কাপলিং
হস্তক্ষেপ উত্তেজনা পাওয়ার সাপ্লাই লাইন বা ডিকোডার বোর্ড পাওয়ার সাপ্লাইয়ের মাধ্যমে সমাধানকারী সিস্টেমে প্রবেশ করে এবং তারপরে সিগন্যালের দিকে দম্পতি করে।

3. স্থল সম্ভাব্য পার্থক্য
বৃহৎ স্রোত গ্রাউন্ড ট্রেস বা ধাতব হাউজিং-এ ভোল্টেজ ড্রপ ঘটায়, রেজলভার এন্ড এবং ডিকোডার এন্ডের মধ্যে অসম স্থল সম্ভাবনা তৈরি করে, সাধারণ-মোড ভোল্টেজ তৈরি করে।

4. লাইনের মধ্যে ক্রসস্টাল
যখন রেজলভার জোতা ফেজ ক্যাবল, বাসবার, ইত্যাদির সমান্তরালে চলে, তখন পরজীবী ক্যাপ্যাসিট্যান্স এবং লাইনের মধ্যে পারস্পরিক আবাহন দম্পতি হস্তক্ষেপ করে।

IV বিকৃতির সাধারণ প্রকাশ

একটি অসিলোস্কোপে, শক্তিশালী EMI-এর অধীনে সাইন/কোসাইন সংকেতগুলি নিম্নলিখিত আকারে প্রদর্শিত হতে পারে।

1. উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি গ্লিচ সুপারপজিশন
স্পাইকস এবং পিডব্লিউএম প্রান্তের সাথে সিঙ্ক্রোনাইজ করা রিং ক্যারিয়ারে উপস্থিত হয়। কারণ পরজীবী ক্যাপাসিট্যান্সের মাধ্যমে সিগন্যাল লাইনে যুগল পরিবর্তন করার সময় উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি স্রোত উৎপন্ন হয়। গ্লিচ অ্যামপ্লিটিউডগুলি দশ হাজার এমভি বা এমনকি শত শত এমভি পর্যন্ত পৌঁছাতে পারে, যখন সাধারণ ডিফারেনশিয়াল সিগন্যাল অ্যামপ্লিটিউডগুলি সাধারণত মাত্র কয়েক ভোল্টের হয়, যার ফলে SNR-তে উল্লেখযোগ্য হ্রাস হয়।

2. কমন-মোড থেকে ডিফারেনশিয়াল-মোড নয়েজ
ডিফারেনশিয়াল সিগন্যাল তাত্ত্বিকভাবে শুধুমাত্র দুটি তারের মধ্যে ভোল্টেজের পার্থক্যের জন্য সংবেদনশীল এবং সাধারণ-মোড হস্তক্ষেপের বিরুদ্ধে প্রত্যাখ্যান করার ক্ষমতা রয়েছে। যাইহোক, প্রকৃত ক্যাবল, সংযোগকারী এবং ফিল্টার নেটওয়ার্ক কখনই পুরোপুরি প্রতিসম হয় না। যখন উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি কমন-মোড হস্তক্ষেপ প্রবেশ করে, তখন এর কিছু অংশ ডিফারেনশিয়াল-মোড ভোল্টেজে রূপান্তরিত হয় এবং সাইন/কোসাইন সিগন্যালের উপর চাপিয়ে দেওয়া হয়। এই শব্দটি প্রায়ই খামের উপর পর্যায়ক্রমিক 'ফাজ' হিসাবে উপস্থিত হয়।

3. ক্লিপিং এবং স্যাচুরেশন
যখন হস্তক্ষেপের প্রশস্ততা বড় হয়, এবং সুপারইমপোজড সিগন্যাল পিক RDC ইনপুট রেঞ্জ বা অপ-অ্যাম্প সাপ্লাই রেলকে ছাড়িয়ে যায়, তখন ওয়েভফর্ম টপগুলি 'ক্লিপ করা হয়।' ক্লিপিং সরাসরি সিন/কস খামকে ধ্বংস করে, যার ফলে ডিকোড কোণে গুরুতর অরৈখিক ত্রুটি ঘটে।

4. ডিসি অফসেট ড্রিফট
হস্তক্ষেপ, গ্রাউন্ড লুপ স্রোত বা সংশোধনের প্রভাবে নিম্ন-ফ্রিকোয়েন্সি উপাদানগুলি সিগন্যালে একটি ডিসি অফসেট সৃষ্টি করতে পারে, যা তরঙ্গরূপকে অসমমিত করে তোলে। RDC ডিকোডিং সাধারণত বিশুদ্ধ এসি সংকেত অনুমান করে; অফসেট কোণ ত্রুটি এবং গতি লহর বাড়ে.

5. হারমোনিক বিকৃতি
চৌম্বকীয় পদার্থের অরৈখিকতা এবং হস্তক্ষেপ এবং উত্তেজনা বাহকের মধ্যে ইন্টারমডুলেশন সুরেলা উপাদান তৈরি করে। একবার হারমোনিক্স RDC-তে প্রবেশ করলে, তারা কোণে উচ্চ-ক্রমের হারমোনিক ত্রুটির মধ্যে বিভক্ত হয়ে টর্ক লহর বা শব্দ হিসাবে প্রকাশ পায়।

6. সাইন/কোসাইন প্রশস্ততা ভারসাম্যহীনতা এবং ফেজ শিফ্ট
যদি সিন এবং কোস-এর দুটি সিগন্যাল পাথের আলাদা ফিল্টার প্যারামিটার, তারের দৈর্ঘ্য বা সংযোগকারীর যোগাযোগের প্রতিবন্ধকতা থাকে, তাহলে দুটি চ্যানেল শক্তিশালী হস্তক্ষেপের অধীনে ভিন্নভাবে প্রভাবিত হয়, যার ফলে প্রশস্ততা অমিল বা ফেজ শিফট হয়। RDC sinθ/cosθ এর উপর ভিত্তি করে কোণ গণনা করে; প্রশস্ততা বা ফেজ ভারসাম্যহীনতা সরাসরি কোণ ত্রুটি তৈরি করে।

V. সিস্টেমে বিকৃতির প্রভাব

সিগন্যাল বিকৃতি অসিলোস্কোপে নিছক একটি 'ভিজ্যুয়াল সমস্যা' নয়; এটি সরাসরি সিস্টেম কর্মক্ষমতা প্রতিফলিত করে:

·  অ্যাঙ্গেল আউটপুট জিটার : RDC দ্বারা ডিমড্যুলেট করা নয়েজ অ্যাঙ্গেল ভ্যালুতে উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি জিটার সৃষ্টি করে, গতি প্রতিক্রিয়ার শব্দকে প্রশস্ত করে।

·  পর্যায়ক্রমিক কোণ ত্রুটি : খামের বিকৃতি এবং হারমোনিক্সের কারণে কোণ ত্রুটি ঘটে যা রটার অবস্থানের সাথে পর্যায়ক্রমে পরিবর্তিত হয়, যার ফলে dq-অক্ষের কারেন্ট ওঠানামা এবং টর্ক রিপল হয়।

·  ত্রুটি এবং লকের ক্ষতি : গুরুতর হস্তক্ষেপের ফলে RDC ট্র্যাকিং লুপ লক হারাতে পারে, যার ফলে কোণ লাফিয়ে ওভারকারেন্ট বা ওভারভোল্টেজ সুরক্ষা ট্রিগার করে।

·  সিস্টেমের কর্মক্ষমতার অবনতি : বৈদ্যুতিক যানবাহনে, এটি মোটর দক্ষতা হ্রাস, কম্পন এবং শব্দ বৃদ্ধি এবং এমনকি গাড়ির নিরাপত্তার সাথে আপস করতে পারে।

VI. কিভাবে সনাক্ত এবং সমস্যা সমাধান

ব্যবহারিক ডিবাগিং-এ, নিম্নলিখিত পদ্ধতিগুলি দ্রুত নির্ণয় করতে পারে যে সমাধানকারী সংকেতগুলি শক্তিশালী EMI দ্বারা প্রভাবিত হয় কিনা:

·  ব্যবহার করুন , একক-এন্ডেড প্রোবগুলি এড়িয়ে চলুন যা গ্রাউন্ড লুপগুলি প্রবর্তন করতে পারে। ডিফারেনশিয়াল প্রোব  S1-S3 এবং S2-S4 পরিমাপ করতে

। উত্তেজনা সংকেত এবং আউটপুট সংকেত উভয়ই একই সাথে পর্যবেক্ষণ করুন যাতে উত্তেজনার দিক দিয়ে হস্তক্ষেপ প্রবর্তিত হয় কিনা

·  ওয়েভফর্মের তুলনা করুন মোটর স্থির বনাম চলমান, এবং PWM স্যুইচিং অন বনাম বন্ধের সাথে, হস্তক্ষেপ পাওয়ার সার্কিট থেকে উদ্ভূত কিনা তা নির্ধারণ করতে।

। হস্তক্ষেপ বর্ণালী বিশ্লেষণ করতে অসিলোস্কোপের FFT ব্যবহার করুন এবং এটি PWM ক্যারিয়ার ফ্রিকোয়েন্সি বা প্রান্ত হারমোনিক্সের সাথে মিলে যায় কিনা তা পরীক্ষা করুন

·  সাধারণ-মোড হস্তক্ষেপ স্তরের মূল্যায়ন করতে গ্রাউন্ডে দুটি লাইনের সাধারণ-মোড ভোল্টেজ পরিমাপ করুন।

VII. দমন ব্যবস্থা

বিকৃতি দমন করার জন্য তিনটি ফ্রন্টে একযোগে প্রচেষ্টার প্রয়োজন: হস্তক্ষেপের উত্স, সংযোগের পথ এবং রিসিভার।

1. তারের জোতা এবং শিল্ডিং অপ্টিমাইজ করুন

·  রিসোলভার সিগন্যাল লাইনের জন্য ঢালযুক্ত টুইস্টেড জোড়া ব্যবহার করুন, ঢালটি ডিকোডারের প্রান্তে একটি একক বিন্দুতে গ্রাউন্ড করা সহ ডাবল-এন্ডেড গ্রাউন্ডিংয়ের কারণে গ্রাউন্ড লুপগুলি এড়াতে।

·  দীর্ঘ সমান্তরাল রান এড়িয়ে, পাওয়ার ক্যাবল থেকে আলাদাভাবে রুট সিগন্যাল লাইন; যদি ক্রসিং অনিবার্য হয়, তাদের লম্বভাবে অতিক্রম করুন।

·  প্রয়োজন হলে, উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি শিল্ডিং কার্যকারিতা উন্নত করতে ধাতব নালী বা ডবল-লেয়ার শিল্ডিং ব্যবহার করুন।

2. ফিল্টারিং এবং সুরক্ষা

·  সাধারণ-মোডের শব্দ এবং উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি গ্লিচগুলি দমন করতে RDC ইনপুটে কমন-মোড চোক এবং আরসি লো-পাস ফিল্টার যোগ করুন।

·  অত্যধিক ফেজ বিলম্ব এড়াতে ফিল্টার কাটঅফ ফ্রিকোয়েন্সি সমাধানকারী উত্তেজনা ফ্রিকোয়েন্সি থেকে বেশি হওয়া উচিত, যা অন্যথায় নতুন কোণ ত্রুটিগুলি প্রবর্তন করবে।

·  ডিকোডার সার্কিট্রির ক্ষতি থেকে ক্ষণস্থায়ী ওভারভোল্টেজ প্রতিরোধ করতে টিভিএস টিউবের মতো সুরক্ষা ডিভাইস যুক্ত করুন।

3. লেআউট এবং গ্রাউন্ডিং

·  অ্যানালগ সংকেত চিহ্নগুলিকে ছোট করার জন্য ডিকোডার বোর্ডটিকে যতটা সম্ভব রেজলভার সংযোগকারীর কাছাকাছি রাখুন।

·  পাওয়ার গ্রাউন্ড থেকে এনালগ গ্রাউন্ড আলাদা করুন, এনালগ গ্রাউন্ডের মধ্য দিয়ে বড় স্রোত প্রবাহ রোধ করতে তাদের একটি একক পয়েন্টে সংযুক্ত করুন।

·  সংযোগকারী নির্বাচনের ক্ষেত্রে ঢালের ধারাবাহিকতার দিকে মনোযোগ দিন, নিশ্চিত করুন যে ঢালটি সংযোগকারীতে ভেঙে না যায়।

4. উত্তেজনা পার্শ্ব চিকিত্সা

। উত্তেজনা লাইনের জন্যও ঢালযুক্ত টুইস্টেড জোড়া ব্যবহার করুন এবং উত্তেজনা পাওয়ার সাপ্লাইতে ফিল্টারিং যোগ করুন

·  উত্তেজনা সংকেত এবং পাওয়ার তারের মধ্যে সংযোগকারী বা জোতা শেয়ার করা এড়িয়ে চলুন।

5. সিস্টেম এবং অ্যালগরিদমিক ব্যবস্থা

·  শক্তিশালী অ্যান্টি-হস্তক্ষেপ ক্ষমতা সহ RDC চিপগুলি বেছে নিন, যেমন বিল্ট-ইন সিঙ্ক্রোনাস ডিমোডুলেশন এবং ডিজিটাল ফিল্টারিং সহ।

·  সফ্টওয়্যারে, ফিল্টারিং, রেট সীমিতকরণ, এবং প্রশংসনীয়তা পরীক্ষাগুলি কোণ সংকেতে প্রয়োগ করুন যাতে পৃথক হস্তক্ষেপের ডালগুলি নিয়ন্ত্রণের অসঙ্গতি সৃষ্টি না হয়।

·  পিডব্লিউএম এজ স্লিউ রেট অপ্টিমাইজ করুন এবং উৎসে হস্তক্ষেপ কমাতে স্নাবার সার্কিট যোগ করুন।

অষ্টম। উপসংহার

ম্যাগনেটোরেসিসটিভ রেজলভারটি অন্তর্নিহিতভাবে একটি শ্রমসাধ্য সেন্সর, তবে এর সাইন/কোসাইন আউটপুটগুলি নিম্ন-স্তরের অ্যানালগ সংকেত যা শক্তিশালী ইএমআই-এর অধীনে বিকৃতির জন্য সংবেদনশীল। হস্তক্ষেপ এবং সংযোগের পথের উত্সগুলি বোঝা এবং সঠিক শিল্ডিং, ফিল্টারিং, গ্রাউন্ডিং এবং লেআউট প্রয়োগ করা কোণ প্রতিক্রিয়ার নির্ভুলতা এবং নির্ভরযোগ্যতা নিশ্চিত করার জন্য অপরিহার্য।

প্রকৌশলীদের জন্য, অসিলোস্কোপের তরঙ্গরূপ হল সর্বোত্তম 'স্বাস্থ্য প্রতিবেদন'। আগের সংকেত বিকৃতি শনাক্ত করা হলে, সিস্টেম সমস্যা হওয়ার সম্ভাবনা তত কম।