ក្នុងចំណោមឧបករណ៍ដ៏ស្មុគស្មាញនៃឧស្សាហកម្មទំនើប បច្ចេកវិទ្យាមួយកំពុងដឹកនាំបដិវត្តន៍ប្រសិទ្ធភាពថាមពលដោយស្ងៀមស្ងាត់ ពោលគឺ ម៉ូទ័រ levitation ម៉ាញេទិក ។ ដោយប្រើប្រាស់គុណសម្បត្តិរំខាននៃប្រតិបត្តិការគ្មានទំនាក់ទំនង ការកកិតសូន្យ និងការលុបបំបាត់ការបញ្ចេញទឹករំអិល វាបញ្ចេញពន្លឺនៅក្នុងកម្មវិធីចាប់ពីផ្លុំ និងម៉ាស៊ីនបង្ហាប់ រហូតដល់ការផ្ទុកថាមពល flywheel ។ ព្រលឹងនៃប្រព័ន្ធនេះ, សមាសភាគដែលធ្វើឱ្យវាអាចធ្វើទៅបានទាំងអស់, គឺ rotor - អ័ក្សដែលបង្វិលផ្អាកនៅកណ្តាលអាកាសដោយវាលម៉ាញេទិកដ៏មានឥទ្ធិពល។ តើ 'បេះដូង' ដែលមើលមិនឃើញនេះសម្រេចបាននូវលំនឹង និងល្បឿនខ្ពស់ដោយរបៀបណា? អត្ថបទនេះនឹងធ្វើការឌិកូដបច្ចេកវិទ្យាស្នូលដែលនៅពីក្រោយវាតាមរបៀបដែលអាចចូលប្រើបាន ប៉ុន្តែលម្អិត។
1. ការត្រួតពិនិត្យភាពជាក់លាក់ដោយគ្មានភ្នែក៖ បច្ចេកវិទ្យា Sensorless
ដើម្បីកាត់បន្ថយ rotor ក្នុងល្បឿនលឿន ជំហានដំបូងគឺត្រូវ 'មើល' ទីតាំងរបស់វាក្នុងពេលជាក់ស្តែង។ នៅក្នុងការរៀបចំបែបប្រពៃណី នេះជាធម្មតាតម្រូវឱ្យមានការដំឡើងរវាង 5 ទៅ 10 ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាផ្លាស់ទីលំនៅដែលមិនទាក់ទង។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញារាងកាយមិនត្រឹមតែបង្កើនប្រវែងអ័ក្សនៃប្រព័ន្ធប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែវាក៏ពិបាកក្នុងការដំឡើងក្នុងល្បឿនលឿនបំផុត ហើយថែមទាំងអាចសម្របសម្រួលភាពជឿជាក់ផងដែរ។
ដើម្បីយកឈ្នះលើបញ្ហានេះ វិស្វករបានត្រួសត្រាយនូវ បច្ចេកវិទ្យា Sensorless Vector Control Technology ។ ជំនួសឱ្យការពឹងផ្អែកលើការស៊ើបអង្កេតរាងកាយ វិធីសាស្រ្តនេះប្រើក្បួនដោះស្រាយគណិតវិទ្យាដ៏ទំនើបដើម្បីប៉ាន់ស្មានស្ថានភាពពេលវេលាពិតរបស់ rotor ដោយផ្អែកលើសញ្ញាបច្ចុប្បន្ន និងវ៉ុល។
នេះគឺស្រដៀងនឹងការវិនិច្ឆ័យល្បឿនរថយន្តយ៉ាងត្រឹមត្រូវដោយសំឡេងនៃម៉ាស៊ីន និងការរំញ័ររាងកាយដ៏ស្រាល។ វាដាក់តម្រូវការខ្លាំងលើភាពរឹងមាំនៃក្បួនដោះស្រាយ ការសម្របសម្រួល និងល្បឿនឆ្លើយតប។ សព្វថ្ងៃនេះ ក្បួនដោះស្រាយកម្រិតខ្ពស់ដូចជា Model Reference Adaptive System (MRAS) និង Sliding Mode Observer (SMO) បានលេចចេញមក ដែលអនុញ្ញាតឱ្យ rotor ត្រូវបានចាក់សោដោយសុវត្ថិភាពដោយ 'ភ្នែកអគ្គិសនីនិម្មិត' សូម្បីតែនៅរាប់ម៉ឺន RPM ដែលធានាបាននូវការព្យួរមានស្ថេរភាព។
2. អេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិច 'ការបន្សុត' ក្នុងល្បឿនលឿន៖ ការទប់ស្កាត់អាម៉ូនិក និងសម្ភារៈថ្មី
នៅពេលដែល rotor ឈានដល់ល្បឿនរាប់សិបពាន់ RPM ឬខ្ពស់ជាងនេះ ប្រេកង់បច្ចុប្បន្នរបស់ម៉ូទ័រនឹងឡើងខ្ពស់ខ្លាំង ហើយបរិស្ថានអេឡិចត្រូម៉ាញេទិកមានភាពស្មុគស្មាញយ៉ាងខ្លាំង។ ប្រេកង់ប្តូរ និងឥទ្ធិពលពេលវេលាស្លាប់នៃដ្រាយបង្កើតអាម៉ូនិកបច្ចុប្បន្នដែលបង្កគ្រោះថ្នាក់។ អាម៉ូនិកទាំងនេះមិនត្រឹមតែបណ្តាលឱ្យរំញ័រកម្លាំងបង្វិលជុំប៉ុណ្ណោះទេ ថែមទាំងជ្រាបចូលទៅក្នុង rotor ដោយផ្ទាល់ផងដែរ ដែលបណ្តាលឱ្យមានការបាត់បង់ចរន្ត eddy យ៉ាងច្រើន ដែលកំដៅមេដែកអចិន្ត្រៃយ៍ និងអាចនាំទៅរក demagnetization ដែលមិនអាចត្រឡប់វិញបាន។
Drive-Level 'Purification': SiC និង GaN
ការដោះស្រាយបញ្ហានេះចាប់ផ្តើមជាមួយនឹងភាពជឿនលឿននៃបច្ចេកវិទ្យាដ្រាយ។ ឧបករណ៍ semiconductor ធំទូលាយដូចជា Silicon Carbide (SiC) និង Gallium Nitride (GaN) កំពុងជំនួស IGBTs ដែលមានមូលដ្ឋានលើស៊ីលីកុន។ ពួកគេផ្តល់នូវល្បឿនប្តូរលឿនជាងមុន ការបាត់បង់ការប្តូរទាប និងរយៈពេលបើក/បិទខ្លីជាងមុន ដោយហេតុនេះកាត់បន្ថយពេលវេលាស្លាប់បានយ៉ាងច្រើន។ នេះសម្អាតទម្រង់រលកបច្ចុប្បន្ននៅប្រភព និងកាត់បន្ថយកំដៅ rotor ។
Material-Level 'Defense': Carbon Fiber Sleeves
ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះ សម្ភារៈប្រើប្រាស់នៅក្នុង rotor ខ្លួនវាកំពុងវិវត្តន៍។ ដើម្បីការពារដៃអាវលោហធាតុពីការបណ្តាលឱ្យមានការបាត់បង់នៅក្រោមចរន្តអាម៉ូនិកប្រេកង់ខ្ពស់ វិស្វករកំពុងប្រើប្រាស់ ដែលមានកម្លាំងខ្ពស់ និងទាប សមាសធាតុកាបូនសរសៃកាបូន ជំនួសឱ្យដែកថែបដែលមិនមែនជាម៉ាញេទិក ដើម្បីបញ្ចូលមេដែកអចិន្ត្រៃយ៍។ វាដើរតួនាទីដូចជា 'ពាសដែកការពារ' សម្រាប់ rotor ដែលមានសមត្ថភាពទប់ទល់នឹងកម្លាំង centrifugal ដ៏ធំសម្បើម ខណៈពេលដែលមានអ៊ីសូឡង់ប្រឆាំងនឹងកំដៅបច្ចុប្បន្នដែល eddy - ការពារយ៉ាងមានប្រសិទ្ធភាពនូវសុវត្ថិភាព និងអាយុកាលរបស់មេដែកក្នុងល្បឿនលឿន។
3. គ្រប់គ្រងរំញ័រដែលមើលមិនឃើញ៖ ថាមវន្តរបស់ Rotor និងឆ្លាតវៃ 'ខួរក្បាល'
នៅពេលដែលល្បឿនបង្វិលកើនឡើង rotor ប្រឈមមុខនឹងបញ្ហារាងកាយ - ល្បឿនសំខាន់ ។ នៅពេលដែលល្បឿនចូលទៅជិតប្រេកង់ពត់ធម្មជាតិរបស់ rotor រំញ័រនឹងពង្រីកយ៉ាងខ្លាំង។ នេះអាចនាំឱ្យមានអស្ថិរភាពនៃប្រព័ន្ធនៅល្អបំផុត និងការប៉ះទង្គិចគ្នាយ៉ាងមហន្តរាយនៅអាក្រក់បំផុត។
មិនដូចសត្វខ្លាឃ្មុំមេកានិកបុរាណទេ ខ្លាឃ្មុំម៉ាញេទិចសកម្ម (AMB) មានសមត្ថភាពពិសេសក្នុងការកែតម្រូវភាពរឹង និងសើមក្នុងពេលវេលាជាក់ស្តែង ដែលធ្វើឱ្យពួកវាជាដំណោះស្រាយដ៏ល្អសម្រាប់ទប់រំញ័រ rotor ដែលអាចបត់បែនបាន។ តាមរយៈការបង្កើតគំរូឌីណាមិករបស់ rotor ច្បាស់លាស់ និងប្រើប្រាស់ក្បួនដោះស្រាយការគ្រប់គ្រងដ៏មានអានុភាពដូចជា PID ឬ Active Disturbance Rejection Control ប្រព័ន្ធអាចត្រួតពិនិត្យស្ថានភាពរំញ័ររបស់ rotor ក្នុងពេលវេលាជាក់ស្តែង និងអនុវត្តកម្លាំងអេឡិចត្រូម៉ាញេទិចប្រឆាំង។
ក្រុម R&D មួយចំនួនបានបំពាក់ធាតុផ្សំបង្វិលនៃសត្វខ្លាឃ្មុំម៉ាញេទិកជាមួយនឹង 'ខួរក្បាលឆ្លាតវៃ' ដោយប្រើ បច្ចេកវិទ្យាតុល្យភាពដោយស្វ័យប្រវត្តិ ។ នេះមិនត្រឹមតែធានាឱ្យមានស្ថេរភាព rotor levitation ប៉ុណ្ណោះទេប៉ុន្តែថែមទាំងលុបបំបាត់តម្រូវការសម្រាប់ប្រព័ន្ធរំអិលដែលត្រូវការដោយសត្វខ្លាឃ្មុំប្រពៃណីដែលសម្រេចបាននូវប្រតិបត្តិការពិតប្រាកដ 100% គ្មានប្រេង។
4. សមរភូមិកម្ដៅក្នុងល្បឿនខ្លាំង៖ បច្ចេកវិទ្យាត្រជាក់ដ៏មានប្រសិទ្ធភាព
សូម្បីតែជាមួយនឹងក្បួនដោះស្រាយការគ្រប់គ្រងដ៏ល្អប្រសើរ និងសម្ភារៈទំនើបក៏ដោយ ក៏ rotor ក្នុងល្បឿនខ្លាំងនៅតែប្រឈមនឹងដែនកំណត់រាងកាយនៃកំដៅខាងក្នុងដែលប្រមូលផ្តុំក្នុងមួយឯកតា។ សម្រាប់ម៉ូទ័រល្បឿនលឿនជ្រុល ការគ្រប់គ្រងកម្ដៅត្រូវបានភ្ជាប់ដោយផ្ទាល់ទៅនឹងភាពជឿជាក់នៃប្រព័ន្ធ។
ដំណោះស្រាយចម្បងបច្ចុប្បន្នរួមបញ្ចូលទាំងការណែនាំការរចនាកម្ដៅតាមរយៈការវិភាគការភ្ជាប់ពហុរូបវិទ្យា (អេឡិចត្រូម៉ាញេទិក-កម្ដៅ-វត្ថុរាវ)។ នៅក្នុងការអនុវត្ត ឧស្សាហកម្មនេះប្រើគ្រោងការណ៍គ្រប់គ្រងកម្ដៅប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាពផ្សេងៗ។ ដ្រាយចុងខ្ពស់មួយចំនួនប្រើប្រាស់ ការត្រជាក់ដោយផ្ទាល់ រួមជាមួយនឹង ការគ្រប់គ្រងសីតុណ្ហភាពសកម្ម ដើម្បីគ្រប់គ្រងសីតុណ្ហភាពឧបករណ៍ថាមពលយ៉ាងជាក់លាក់ ពង្រីកអាយុកាលឧបករណ៍យ៉ាងសំខាន់។ លើសពីនេះ ការប្រើប្រាស់ បំពង់កំដៅ និង សម្ភារៈផ្លាស់ប្តូរដំណាក់កាល គឺជាវិធីសាស្រ្តទូទៅសម្រាប់ការបញ្ចេញកំដៅប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាព។
5. Bearing Fruit: ការរចនាទេសភាពកម្មវិធីឧស្សាហកម្មរបស់ Rotor
បច្ចេកវិទ្យាទំនើបៗជុំវិញ rotor ដែលបានពិពណ៌នាខាងលើ កំពុងបង្កើតអត្ថប្រយោជន៍សេដ្ឋកិច្ច និងបរិស្ថានយ៉ាងច្រើននៅទូទាំងសេណារីយ៉ូឧស្សាហកម្មផ្សេងៗ៖
Magnetic Levitation Air Compressors : ម៉ាស៊ីនបង្ហាប់ខ្យល់ 8-bar magnetic levitation centrifugal compressors ដោយប្រើបច្ចេកវិទ្យា contactless magnetic bearing ផ្តល់នូវខ្យល់បង្ហាប់សុទ្ធ 100% គ្មានប្រេង។ ឯកតាតែមួយអាចសន្សំបានជាង 700,000 យន់ក្នុងថ្លៃអគ្គិសនីប្រចាំឆ្នាំ ដែលស័ក្តិសមឥតខ្ចោះទៅនឹងឧស្សាហកម្មលំដាប់ខ្ពស់ដូចជា គ្រឿងអេឡិចត្រូនិក គ្រឿងអេឡិចត្រូនិក និងជីវឱសថ។
ការផ្ទុកថាមពល Flywheel ៖ ប្រព័ន្ធផ្ទុកថាមពល Flywheel ដែលមានមូលដ្ឋានលើ maglev rotors ប្រើប្រាស់បរិយាកាសខ្វះចន្លោះ ដើម្បីកាត់បន្ថយការបាត់បង់ខ្យល់បន្ថែមទៀត ដែលលេចចេញជាគូប្រជែងខ្លាំងនៅក្នុងបទប្បញ្ញត្តិប្រេកង់ក្រឡាចត្រង្គ និងការផ្គត់ផ្គង់ថាមពលដែលមិនអាចរំខានបានសម្រាប់មជ្ឈមណ្ឌលទិន្នន័យ។
ម៉ាស៊ីនផ្លុំ និងម៉ាស៊ីនបូមធូលី ៖ ត្រូវបានប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងវិស័យដូចជា ការព្យាបាលទឹកសំណល់ និងក្រដាស និងក្រដាស ប្រព័ន្ធទាំងនេះជួយកាត់បន្ថយការចំណាយប្រតិបត្តិការយ៉ាងច្រើននៅក្នុងសេណារីយ៉ូការប្រើប្រាស់ថាមពលខ្ពស់។
យោងតាមស្ថិតិ ទំហំទីផ្សារនៃឧស្សាហកម្មម៉ូទ័រគ្មានមេដែករបស់ចិនបានឈានដល់ 394 លានយន់ក្នុងឆ្នាំ 2024 ។ ក្រុមហ៊ុនផលិតក្នុងស្រុកឈានមុខគេបានដាក់ពង្រាយគ្រឿងបង្វិលល្បឿនលឿនម៉ាញេទិកជាង 10,000 នៅទូទាំងពិភពលោក ដោយសម្រេចបាននូវការសន្សំសំចៃអគ្គិសនីប្រចាំឆ្នាំលើសពី 5,5 ពាន់លានគីឡូវ៉ាត់ម៉ោង និងការកាត់បន្ថយការបញ្ចេញកាបូនប្រចាំឆ្នាំលើសពី 5 លានតោន។
6. អនាគតគឺឥឡូវនេះ៖ ផ្លូវវិវត្តន៍នៃបច្ចេកវិទ្យា Rotor
សម្លឹងទៅមុខ បច្ចេកវិទ្យា rotor levitation magnetic បន្តវិវឌ្ឍឆ្ពោះទៅរកល្បឿនកាន់តែខ្ពស់ ដង់ស៊ីតេថាមពលកាន់តែច្រើន និងបង្កើនភាពឆ្លាតវៃ។ គុណសម្បត្តិនៃ ដៃអាវ Carbon Fiber Composite Sleeves ក្នុងការកាត់បន្ថយការខាតបង់នឹងត្រូវបានបញ្ចេញបន្ថែមទៀត ដោយជំរុញ rotors ឆ្ពោះទៅរកទម្ងន់ស្រាលជាងមុន និងល្បឿនលឿនបំផុត។ ការរីកសាយភាយនៃ ឧបករណ៍ SiC និង GaN នឹងជំរុញឱ្យប្រេកង់ប្តូរដ្រាយកាន់តែខ្ពស់ ខណៈពេលដែលកាត់បន្ថយបរិមាណប្រព័ន្ធ។ ឧបករណ៍ក្លែងធ្វើផ្គូផ្គងពហុរូបវិទ្យានឹងផ្តល់សិទ្ធិអំណាចដល់វិស្វករក្នុងការរចនាប្រព័ន្ធគ្រប់គ្រងកម្ដៅជាមួយនឹងភាពជាក់លាក់កាន់តែច្រើន។ លើសពីនេះ គំនិតផ្តួចផ្តើម R&D សំខាន់ៗថ្នាក់ជាតិដូចជាគម្រោង 'បច្ចេកវិទ្យាគន្លឹះសម្រាប់ល្បឿនលឿន និងផ្ទុកម៉ាញេទិកខ្ពស់' នឹងពន្លឿនការផ្លាស់ប្តូរនៃបច្ចេកវិទ្យាព្រំដែនទាំងនេះពីមន្ទីរពិសោធន៍ទៅជាកម្មវិធីឧស្សាហកម្ម។
របកគំហើញនៃបច្ចេកវិទ្យានៅក្នុង rotors motor levitation magnetic តំណាងឱ្យការលាយបញ្ចូលគ្នាយ៉ាងជ្រាលជ្រៅនៃការគ្រប់គ្រងភាពជាក់លាក់ វិទ្យាសាស្រ្តសម្ភារៈ ថាមពលអេឡិចត្រូនិច និងថាមវន្តមេកានិច។ នៅពេលដែលបច្ចេកវិទ្យាស្នូលបន្តរីកចម្រើន នោះ 'បេះដូង' ដែលមើលមិនឃើញនេះនឹងជំរុញឧស្សាហកម្មផលិតឧបករណ៍កម្រិតខ្ពស់របស់ប្រទេសចិនដោយឥតឈប់ឈរលើសពីដែនកំណត់ជាក់ស្តែងនៃសត្វខ្លាឃ្មុំប្រពៃណី ដោយផ្តល់នូវសន្ទុះដ៏រឹងមាំសម្រាប់ការអភិវឌ្ឍប្រកបដោយចីរភាពនៃឧស្សាហកម្មបៃតងសកល។
