रिज़ॉल्वर कोण सटीकता और विद्युत त्रुटि की व्याख्या कैसे करें?

मोटर नियंत्रण, नई ऊर्जा वाहन इलेक्ट्रिक ड्राइव, सर्वो सिस्टम चयन, या परीक्षण में, इंजीनियर अक्सर पूछते हैं: 'इस रिज़ॉल्वर की सटीकता क्या है?' हालांकि, डेटाशीट अक्सर 'इलेक्ट्रिकल त्रुटि ≤ ±10'', 'कोण सटीकता ±15'', 'रिज़ॉल्यूशन 16 बिट्स' आदि जैसे पैरामीटर सूचीबद्ध करते हैं, जो आसानी से लोगों को भ्रमित कर सकते हैं।

क्या विद्युत त्रुटि और कोण सटीकता एक ही चीज़ हैं? 10′ वास्तव में कितना बड़ा है? संख्याओं से मूर्ख बने बिना आपको डेटाशीट कैसे पढ़नी चाहिए?

I. सबसे पहले, दो अवधारणाओं को अलग करें: कोण सटीकता ≠ विद्युत त्रुटि

एक रिज़ॉल्वर स्वयं एनालॉग साइन/कोसाइन सिग्नल आउटपुट करता है, सीधे डिजिटल कोण नहीं। कोण मान प्राप्त करने के लिए बाद के आरडीसी (रिज़ॉल्वर-टू-डिजिटल कनवर्टर) या सॉफ़्टवेयर डिमॉड्यूलेशन की आवश्यकता होती है।

इसलिए, जिसे हम आमतौर पर 'कोण सटीकता' कहते हैं वह वास्तव में एक  सिस्टम-स्तरीय विनिर्देश है  जिसमें कम से कम शामिल है:

• रिज़ॉल्वर की अपनी विद्युत त्रुटि

• डिकोडर (आरडीसी) त्रुटि

• बढ़ती विलक्षणता और असेंबली सहनशीलता

• केबल, परिरक्षण और सिग्नल कंडीशनिंग से त्रुटियाँ

'विद्युत त्रुटि' आदर्श डिकोडिंग स्थितियों के तहत रिज़ॉल्वर बॉडी का अंतर्निहित कोणीय विचलन है। इसे रिज़ॉल्वर की 'कच्ची सटीकता' के रूप में समझा जा सकता है।

एक सादृश्य:

• रिज़ॉल्वर विद्युत त्रुटि एक रूलर की स्नातक त्रुटि की तरह ही होती है;

• जब आप किसी वर्कपीस को मापने के लिए उस रूलर का उपयोग करते हैं तो कोण सटीकता अंतिम माप त्रुटि की तरह होती है।

• रूलर सटीक है या नहीं यह विद्युत त्रुटि पर निर्भर करता है; माप सटीक है या नहीं यह इस बात पर भी निर्भर करता है कि आपका हाथ कितना स्थिर है और आप इसे कितनी बारीकी से पढ़ते हैं।

तो, विद्युत त्रुटि रिज़ॉल्वर का मुख्य आंतरिक विनिर्देश है, लेकिन यह सिस्टम सटीकता के लिए पूरी कहानी नहीं है।

द्वितीय. विद्युत त्रुटि क्या है और यह कहाँ से आती है?

आदर्श उत्तेजना और आदर्श डिकोडिंग स्थितियों के तहत, रिज़ॉल्वर आउटपुट सिग्नल से गणना किए गए कोण और वास्तविक यांत्रिक कोण के बीच का विचलन विद्युत त्रुटि है।

सामान्य इकाई आर्क-मिनट है, जिसे '' से दर्शाया जाता है।

रूपांतरण:

•  1° = 60′

•  10′ = 10/60° ≈ 0.167°

•  1′ ≈ 0.0167°

उदाहरण के लिए, यदि डेटाशीट कहती है 'विद्युत त्रुटि ≤ ±10′', तो इसका मतलब है कि किसी भी स्थिति में, डिकोड किए गए कोण और वास्तविक कोण के बीच विचलन 10 चाप-मिनट, लगभग 0.167° से अधिक नहीं है।

विद्युत त्रुटि के प्रमुख स्रोतों में शामिल हैं:

ये कारक मिलकर रिज़ॉल्वर का विद्युत त्रुटि वक्र बनाते हैं।

तृतीय. डेटाशीट पर 'विद्युत त्रुटि' कैसे पढ़ें?

जब आप डेटाशीट पर 'विद्युत त्रुटि ≤ ±10′' देखते हैं, तो केवल संख्या को न देखें। पहले तीन प्रश्न पूछें:

1. इकाई यांत्रिक कोण है या विद्युत कोण?

यह मल्टी-पोल रिज़ॉल्वर के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण है।

एकल-पोल रिज़ॉल्वर के लिए, यांत्रिक कोण विद्युत कोण के बराबर होता है, इसलिए किसी भेद की आवश्यकता नहीं होती है। लेकिन मल्टी-पोल रिज़ॉल्वर के लिए:

विद्युत कोण = यांत्रिक कोण × ध्रुव युग्मों की संख्या

यदि 4-पोल-जोड़ी रिज़ॉल्वर 'विद्युत त्रुटि ≤ ±10′' निर्दिष्ट करता है और यह विद्युत कोण त्रुटि को संदर्भित करता है, तो समतुल्य यांत्रिक कोण त्रुटि केवल है:

10′ ÷ 4 = 2.5′

यांत्रिक सटीकता वास्तव में अधिक है।

लेकिन यदि यह ±10′ की यांत्रिक कोण त्रुटि निर्दिष्ट करता है, तो समतुल्य विद्युत कोण त्रुटि बन जाती है:

10′ × 4 = 40′ ≈ 0.667° विद्युत

यह FOC (क्षेत्र-उन्मुख नियंत्रण) अनुप्रयोगों के लिए ऊपरी सीमा के करीब पहुंच सकता है।

इसलिए, जब आप विद्युत त्रुटि देखें, तो पहले पुष्टि करें कि यह यांत्रिक कोण त्रुटि है या विद्युत कोण त्रुटि है।  कई रिज़ॉल्वर निर्माता विद्युत कोण डोमेन त्रुटि के लिए डिफ़ॉल्ट होते हैं, लेकिन प्रथाएँ भिन्न होती हैं। यदि आवश्यक हो, तो मूल निर्माता से स्पष्टीकरण मांगें।

2. परीक्षण की शर्तें क्या हैं?

विद्युत त्रुटि ठीक नहीं हुई है; यह तापमान, गति, उत्तेजना वोल्टेज और आवृत्ति से प्रभावित होता है।

सामान्य डेटाशीट कथनों में शामिल हैं:

·  कमरे का तापमान विद्युत त्रुटि ≤ ±10′

·  पूर्ण-तापमान विद्युत त्रुटि ≤ ±15′

·  0~10000 आरपीएम गतिशील त्रुटि ≤ ±20′

केवल कमरे के तापमान के विनिर्देशन को देखना अपर्याप्त है। नई ऊर्जा वाहन इलेक्ट्रिक ड्राइव, उच्च तापमान सर्वो अनुप्रयोगों आदि के लिए, आपको पूर्ण तापमान और पूर्ण गति सीमा पर विद्युत त्रुटि पर ध्यान देना चाहिए।

3. क्या यह अधिकतम त्रुटि, पीक-टू-पीक या आरएमएस है?

विद्युत त्रुटि को कई तरीकों से व्यक्त किया जा सकता है:

•  अधिकतम निरपेक्ष त्रुटि : सभी मापे गए बिंदुओं के बीच अधिकतम निरपेक्ष विचलन

•  पीक-टू-पीक त्रुटि : अधिकतम सकारात्मक विचलन और अधिकतम नकारात्मक विचलन के बीच का अंतर

•  आरएमएस त्रुटि : मूल-माध्य-वर्ग मान, समग्र त्रुटि स्तर को दर्शाता है

डेटाशीट आमतौर पर 'अधिकतम विद्युत त्रुटि' या 'पीक-टू-पीक विद्युत त्रुटि' निर्दिष्ट करती है। यदि यह केवल 'सटीकता ±10' कहता है, तो इसे आम तौर पर अधिकतम पूर्ण त्रुटि के रूप में समझा जाता है।

चतुर्थ. त्रुटि वक्र की व्याख्या कैसे करें?

यदि आप रिज़ॉल्वर परीक्षण रिपोर्ट प्राप्त कर सकते हैं, तो सबसे अच्छा तरीका सीधे त्रुटि वक्र का निरीक्षण करना है।

एक विशिष्ट विद्युत त्रुटि वक्र में क्षैतिज अक्ष पर यांत्रिक कोण और ऊर्ध्वाधर अक्ष पर त्रुटि होती है। वक्र का आकार त्रुटि स्रोतों की पहचान करने में मदद करता है।

सामान्य त्रुटि विशेषताएँ:

सामान्य नियम:

त्रुटि वक्र जितना चिकना और अधिक नियमित होगा, रिज़ॉल्वर निर्माण प्रक्रिया उतनी ही अधिक स्थिर होगी, और त्रुटि पूर्वानुमानित और क्षतिपूर्ति योग्य होगी।
यदि वक्र में कई गड़बड़ियां या बड़े उछाल हैं, तो रिज़ॉल्वर की सटीकता का आकलन करने में जल्दबाजी करने के बजाय पहले परीक्षण वातावरण, परिरक्षण और उत्तेजना संकेत गुणवत्ता की जांच करें।

सर्वो ड्राइव या इलेक्ट्रिक ड्राइव सिस्टम में, कुछ समाधान त्रुटि क्षतिपूर्ति तालिकाएँ लागू करते हैं। हालाँकि, मुआवजे के लिए आवश्यक है कि त्रुटि दोहराई जा सके। यदि त्रुटि प्रत्येक परीक्षण में भिन्न होती है, तो मुआवजा अर्थहीन है।

वी. विद्युत त्रुटि मापने की संक्षिप्त व्यावहारिक विधि

यदि आप रिज़ॉल्वर विद्युत त्रुटि को स्वयं मापना चाहते हैं, तो मूल दृष्टिकोण यह है:

1. कोण संदर्भ के रूप में एक उच्च परिशुद्धता एनकोडर, ऑप्टिकल ग्रेटिंग, या इंडेक्सिंग हेड का उपयोग करें।

2. रिज़ॉल्वर को मानक उत्तेजना संकेत प्रदान करें।

3. साथ ही रिज़ॉल्वर के साइन/कोसाइन आउटपुट प्राप्त करें।

4. आरडीसी या एल्गोरिथम के माध्यम से कोण को डिकोड करें।

5. संदर्भ कोण से तुलना करें और 360° से अधिक की त्रुटि रिकॉर्ड करें।

6. अधिकतम त्रुटि, पीक-टू-पीक, आरएमएस की गणना करें और त्रुटि वक्र को प्लॉट करें।

परीक्षण के दौरान सावधानियां:

• गतिशील त्रुटियों में मिश्रण से बचने के लिए गति कम रखें।

• छोटी केबल, अंतर अधिग्रहण और परिरक्षण का उपयोग करें।

• वास्तविक परिचालन स्थितियों से मेल खाने के लिए उत्तेजना आवृत्ति और वोल्टेज सेट करें।

• मल्टी-पोल रिज़ॉल्वर के लिए, स्पष्ट रूप से रिकॉर्ड करें कि परिणाम विद्युत या यांत्रिक कोण है या नहीं।

VI. चयन में इन विशिष्टताओं का उपयोग कैसे करें?

उदाहरण:

मान लीजिए कि एक मोटर में 4 पोल जोड़े हैं, और FOC नियंत्रण के लिए 1° विद्युत के भीतर विद्युत कोण त्रुटि को नियंत्रित करने की आवश्यकता होती है।

यदि रिज़ॉल्वर की विद्युत त्रुटि ±10′ विद्युतीय है, अर्थात, लगभग ±0.167° विद्युतीय है, तो बॉडी त्रुटि छोटी है। डिकोडर और माउंटिंग त्रुटियों को जोड़ने के बाद, समग्र सिस्टम विद्युत कोण त्रुटि को अभी भी 1° के भीतर रखा जा सकता है, इसलिए समाधान संभव है।

हालाँकि, यदि कोई अन्य रिज़ॉल्वर ±10′ की यांत्रिक कोण त्रुटि निर्दिष्ट करता है, तो 4-पोल-जोड़ी मोटर के लिए, विद्युत कोण त्रुटि लगभग ±0.667° तक बढ़ जाएगी। डिकोडिंग और असेंबली सहनशीलता जोड़ने के बाद, समग्र विद्युत कोण त्रुटि 1° तक पहुंच सकती है या उससे भी अधिक हो सकती है, जिसके लिए पुनर्मूल्यांकन की आवश्यकता होती है।

इसलिए, रिज़ॉल्वर का चयन करते समय, केवल संख्याओं की तुलना न करें; सभी को समान रूप से विद्युत कोण में परिवर्तित करें, और फिर सिस्टम त्रुटि बजट जोड़ें।

निष्कर्ष

विद्युत त्रुटि रिज़ॉल्वर बॉडी सटीकता का मुख्य संकेतक है, लेकिन सिस्टम कोण सटीकता के लिए यह पूरी कहानी नहीं है। रिज़ॉल्वर सटीकता को ठीक से समझने के लिए, तीन प्रमुख बिंदु आवश्यक हैं:

1. विद्युत त्रुटि और सिस्टम-स्तरीय कोण सटीकता के बीच अंतर करें;

2. पुष्टि करें कि इकाई यांत्रिक या विद्युत कोण है;

3. परीक्षण स्थितियों, त्रुटि वक्रों और वास्तविक परिचालन स्थितियों पर विचार करें।

संख्या कागज़ पर अच्छी लगती है या नहीं यह एक बात है; सिस्टम में एकीकृत होने पर यह स्थिर और सटीक है या नहीं, यह अंतिम मानदंड है।