I roto i te aunoatanga ahumahi hou me te mana miihini tika, he mea tino nui te kite i te waahi hurihuri tika. Ko te Ko te kaiwhakatau whakaroa , e kiia ana he kaiwhakatikatika, he pūoko tino pono e whakamahia nuitia ana i roto i nga motuka servo, robotics, me etahi atu tono e hiahia ana kia tika te tuunga. Ko tenei tuhinga e whakaatu poto ana i nga maapono mahi a nga kaiwhakatakoto whakaaro me te pehea e tutuki ai te tuunga hurihuri.
Ko te kaiwhakatau he pukoro tairitenga i runga i te kaupapa o te whakauru hiko, e kaha ana ki te huri i te koki miihini o te rotor hei tohu hiko. Kaore i rite ki nga pukoro mamati penei i nga encoder whatu, ka tukuna e nga kaiwhakatakoto whakaaro nga tohu tairitenga tonu mo nga korero tuunga hurihuri, e tuku ana i nga kaha me te pono ki te aukati i te aukati, ina koa i nga taiao kino.
Hanganga Matua me nga Tikanga Mahi o nga Kai Whakatau Whakatau
Kia mohio ai koe me pehea e tutuki ai e nga kaiwhakatakoto whakaaro mo te tuunga hurihanga tika, he mea nui ki te ruku ki o raatau hanganga tinana ahurei. Ko te hoahoa mohio o enei pukoro te turanga mo o raatau mahi teitei me te whakaatu i te whakamahinga o nga maataapono whakauru hiko.
Hoahoa Hanganga Hurihuri
E toru nga waahanga matua o te hanganga o te kaiwhakatau whakaroa: te matua stator , matua rotor , me te punaha awhiowhio . Ko te matua o te stator he mea whakakikoruatia mai i nga peera rino hika e uru ana, me nga niho nunui (he poupou) ka werohia ki te porowhita o roto, ka wehea ia ki nga niho iti mokowhiti. Ko te whakaritenga me te ahua o enei niho iti ka tino tatauhia kia pai ai te tohatoha mara autō sinusoidal. He ngawari ake te rotor, he mea hanga noa mai i nga raima rino silicon niho, kaore he awhiowhio, he waahanga hiko ranei. Ko tenei hoahoa 'passive' he mea matua ki te tino pono o te kaiwhakatau.
Ko te punaha awhiowhio kei te noho katoa ki runga i te stator me te whakauru i te awhi whakaihiihi me nga awhi putanga orthogonal e rua . Ko enei awhiowhio ka kuhu, ka tohatohahia i runga i te tauira sinusoidal hei whakarite i nga ahuatanga sinusoidal o nga tohu whakaputa. Ko te mea nui, ko nga awhiowhiotanga whakaputa ka whakaritea i roto i te whirihoranga rereke me te whakamuri-raupapa, he pai te pehi i te haukotitanga me te whakapai ake i te ma o nga tohu.
Tikanga Turanga I runga i te Rerekētanga Reuctance
Ko te maataapono mahi a te kaiwhakatau whakaahuru ka huri huri noa i te aputa hau ki te whakarerekētanga o te kawe autō . Ina tukuna he ngaohiko AC sinusoidal (te nuinga o te 7V i te 1-10kHz) ki te awhiowhiotanga, ka puta he papa autō taurite i roto i te stator. Ka haere tenei papa autō i roto i te aputa hau ki te rotor. Na te ahua o nga niho rotor, ka huri huritakaro te whakangao autō (te kōaro o te kawe autō) o te ara iahiko autō ki te tūnga o te rotor.
Inaa, ka hono nga niho rotor ki nga niho stator, ka whakaitihia te koretake, ka whakanuia te rere o te aukume. He rereke, ka hono nga mokamoka rotor ki nga niho stator, ka whakanuia te koretake, ka whakaitihia te rerenga autō. Mo ia niho ka huri te rotor, ka whakaotihia e te aputa hau te kawe i te hurihanga rereke. Ko tenei whakarereketanga o te papa autō whakaihiihi ka whakaawe i nga tohu ngaohiko i roto i nga awhiowhio putanga, ko nga amplitude e hono ana ki te tuunga koki o te rotor.
Ma te pangarau, mena he e₁=E₁msinωt te ngaohiko whakakorikori, ka taea te whakaatu nga ngaohiko o nga awhiowhio putanga e rua:
· Putanga awhiowhio ngongo: eₛ=Eₛₘcosθsinωt
· Putanga awhiowhio ira: e_c=E_cmsinθsinωt
I konei, ko te θ te tohu i te koki miihini o te rotor, a ko te ω te auau koki o te tohu whakaoho. Ko te mea pai, kia rite te Eₛₘ me te E_cm, engari ka puta mai pea he hapa tiwerawera o te hangahanga hangai, e hiahia ana ki te whakatikatika, ki te utu ara iahiko ranei.
Takirua Pou me te Tikanga Ine
Ko nga takirua pou o te kaiwhakatau whakaroa he tawhā nui e pa ana ki te tika o te ine me te whakatau. Ko te maha o nga takirua pou e rite ana ki te tatau niho rotor me te whakatau i te koki hurihuri miihini e hiahiatia ana mo te huringa tohu hiko oti. Hei tauira, ko te kaiwhakatau e 4 nga pou takirua ka whakaputa i nga huringa tohu hiko e 4 mo ia hurihanga miihini, ka whai hua te 'whakakaha' i te koki miihini ma te tauwehe 4 hei ine.
Ko nga kaiwhakatikatika whakapouri noa i runga i te maakete mai i te 1 ki te 12 takirua takirua. Ko nga tatau pou teitei ake e taea ai te taumira koki teitei ake, me nga kaiwhakatau pou 12 ka eke ki te ± 0.1°, he pai ake ranei te tika. Heoi ano, ko te whakanui ake i nga takirua pou ka piki ake te uaua o te tukatuka tohu, me te tauhokohoko i runga i nga whakaritenga tono.
Ko tenei tikanga ine ine koki, i runga i te rereketanga o te kore e pai me te urunga hiko, ka taea e nga kaiwhakatau whakaruruhau te mahi tuturu puta noa i te awhe pāmahana whanui (-55°C ki +155°C), me nga tohu whakamarumaru ki runga ki te IP67, teitei ake ranei. Ka taea e ratou te tu atu i nga wiri kaha me nga wiri, he mea pai mo te hiahia ki nga taiao penei i te motuka, aerospace, me nga tono hoia.
Tukatuka Tohu me nga Hangarau Tatau Koki
Ko nga tohu tairitenga ka puta mai i nga kaiwhakatakoto whakaaro kore e hiahia ana i nga iahiko tukatuka motuhake hei huri hei korero koki matihiko. Kei roto i tenei tukanga he whakamaarama tohu matatini me te wetewete hātepe, he mea tino nui mo te whakatutuki i te tuunga tino tika i roto i nga punaha whakatau.
Mai i nga Waitohu Analog ki nga Koki Mamati
Ko nga tohu mata mai i te kaikorero whakaroa e rua nga ngaru hiko (sinθsinωt me te cosθsinωt) kua whakarereketia e te koki rotor. Ko te tango i nga korero koki θ he maha nga waahanga tukatuka. Tuatahi, ko nga tohu ka pa ki te tātari bandpass hei tango i te haruru nui me te pokanoa iti. I muri mai, ko te whakahekenga tairongo-waa (he whakahekenga tukutahi ranei) ka tango i te auau kawe (te nuinga o te 10kHz), ka puta nga tohu auau iti sinθ me te cosθ kei roto nga korero koki.
Ko te nuinga o nga wa ka whakamahia e nga punaha wetewete tohu mamati (DSPs) me nga kaitahuri whakatau-ki-mamati (RDC) mo te tatau koki. Ka whakamahia e enei kaitukatuka CORDIC (Coordinate Rotation Digital Computer) algorithms, mahi arctangent ranei hei huri i nga tohu haraθ me te cosθ ki nga uara koki matihiko. Hei tauira, kei roto i te microcontroller dsPIC30F3013 he kōwae ADC i hangaia mo te whakatauira tukutahi o nga tohu e rua, ka whai i nga huringa rorohiko hei tatau i te koki tika.
Utu Hapa me te Whakanui Tika
I roto i nga tono whaitake, he maha nga mea ka taea te whakauru i nga hapa ine, tae atu ki:
· Amplitude taurite:
Kore rite te kaha kaha kaha o nga tohu putanga o te sine me te cosine (Eₛₘ≠E_cm)
· Waahanga inewhanga:
Kore-pai 90° te rereketanga o te wahanga i waenga i nga tohu e rua
· He korikori Harmonic:
He korikori tohu na te tohatoha mara autō kore-sinusoidal
· Hapa Orthogonal:
He rereke koki na te kore tika o te whakaurunga awhiowhio
Hei whakapai ake i te tika o te punaha, ka whakamahia e nga iahiko wetewete matatau nga momo tikanga utu. Hei tauira, ka whakatauritehia e nga iahiko mana whiwhi aunoa (AGC) nga tiwerawera o nga tohu e rua, ka whakakorehia e nga whiriwhiringa matihiko te haukotitanga orooro, me nga huringa rorohiko e whakauru ana i nga kupu utu hapa. Ma te tino hoahoa me te whakatikatika, ka taea e nga punaha whakatau te whakatutuki i nga hapa koki i roto i te ± 0.1°, ka tutuki nga whakaritenga o te nuinga o nga tono tino tika.
Nga Ia i roto i nga Hangarau Wetewaehere Hou
Ko nga ahunga whakamua i roto i te hangarau semiconductor e akiaki ana i nga mahi auaha ki te tukatuka tohu whakatau. Ko nga iahiko whakahekenga-waahanga tuku iho ka whakakapihia e nga otinga whakauru . Ko etahi maramara pūwetewaehere hou e whakauru ana i nga kaihanga tohu whakahihiri, iahiko whakamaarama tohu, me nga waeine tatauranga matihiko, e tino whakangwari ana i te hoahoa punaha.
I tenei wa, kei te rongonui haere te wetewete-a-rorohiko . Ko tenei huarahi ka whakamahi i te mana rorohiko o nga microprocessors tino mahi ki te whakatinana i te nuinga o nga mahi tukatuka tohu i roto i nga rorohiko, ka nui ake te ngawari me te kaha o te kaupapa. Hei tauira, ka taea te whakatika i nga tawhā tātari, te hātepe utu, tae noa ki nga whakatakotoranga raraunga putanga mo nga otinga ine ine koki.
He mea tika kia mohio ko te punaha wetewete he mea tino nui ki te kaiwhakaara ake. Ka taea e te ara iahiko wetewete i hangaia pai te mohio ki nga mahi a te kaiwhakatau, engari ko te otinga wetewete o te kounga iti ka noho hei poapoa mo te punaha ine katoa. No reira, i te wa e whiriwhiri ana i tetahi otinga kaiwhakatau, me ata whakaaro te hototahitanga i waenga i te pukoro me te wewetewaehere.
Nga Painga Mahinga me nga Waahanga Whakamahinga o nga Whakatau Whakatau
He mihi ki o raatau maapono mahi ahurei me te hoahoa hangahanga, ka nui ake te pai o nga kaiwhakatikatika i nga pukoro tuunga tuku iho i roto i te maha o nga inenga mahi matua. Ko enei painga ka pai ake mo te rapu koki i roto i nga tono umanga maha.
Te Mahinga Matawhānui Te Hiranga I Nga Pukoro Tuku iho
Ka whakatauritea ki nga taputapu rapu tuunga tuku iho penei i nga encoder whatu me nga pūoko Hall, ka whakaatuhia e nga kaiwhakatakoto whakaaro nga painga o nga mahi katoa:
· He tino pai te urutau ki te taiao:
He pai te mahi i roto i nga mahana mai i te -55°C ki te +155°C, me nga tohu whakamarumaru ki runga ki te IP67, teitei ake ranei, ka taea te tu i nga wiri me nga wiri (hei tauira, nga taiao kino penei i nga waahanga miihini miihini).
· Te roa o te roa o te ora:
Ko te kore o nga awhiowhio, o nga paraihe ranei i runga i te rotor ka whakakore i nga kakahu miihini, e taea ai te roanga o te roanga o te whakaaro mo nga tekau mano haora.
· Whakautu tere-tere-tere:
Ka tautoko i nga tere ki te 60,000 RPM, he nui rawa atu i nga tepe o te nuinga o nga encoder whatu.
· Te inenga tuunga tuturu:
Ka whakarato i nga korero koki tuturu me te kore e hiahiatia he tohu tohutoro, ka tukuna nga raraunga tuunga i runga tonu i te hikoi.
· He kaha ki te aukati i te pokanoa:
I runga i te whakauru hiko, kaore e aro ki te puehu, te hinu, te makuku, me nga papa o waho.
Nga tono matua i roto i nga waka hiko hou
I roto i te umanga waka hiko hou, kua noho nga kaiwhakatakoto whakangau hei paerewa koura mo te kimi turanga motika. E whakamahia nuitia ana i roto i nga punaha whakahaere motika taraiwa o nga waka hiko hiko (BEV) me nga waka hiko ranu (HEVs), me nga mahi matua tae atu ki:
· Te kimi i te turanga o te rotor:
Ka whakarato korero tika mo te koki rotor mo te mana vector o nga motuka tukutahi aukume pumau (PMSM).
· Te ine tere:
Ka tatau i te tere motopaika mai i te tere o te huringa koki, ka taea te whakahaere tere kati-koropiko.
· Te urungi hiko hiko (EPS):
Ka kitea te koki o te urungi hei tuku awhina tika.
Ahumahi Aunoa me nga tono motuhake
I tua atu i te waahanga miihini, ka whakamahia nuitia nga kaiwhakatikatika i roto i te umanga ahumahi:
· Utauta miihini CNC:
Te tuunga porowhita me te ine ine koki tuaka whangai.
· Nga hononga karetao:
Te whakahaere tika i nga nekehanga ringa karetao.
· Miihini kakano:
Te whakahaere maataki miro me te kitenga koki awhiowhio.
· Miihini whakakikorua i werohia:
Tirohia te aro turuki me te whakahaere.
· Te Hoia me te Aerospace:
Te tuunga antenna Radar, te mana urungi pere, me etahi atu tono taiao-tino.
I roto i te tereina tereina me te whakawhiti tereina, ka whakamahia nga kaiwhakatikatika mo te tere motika motika me te kitenga o te tuunga, kei reira to ratou tino pono me nga ahuatanga kore tiaki ka tino whakaiti i nga utu huringa ora. Ko nga taiao kino penei i nga miihini keri (hei tauira, nga waka kawe waro i raro i te whenua me nga motuka whitiki kawe) kei te kaha haere ki te tango i nga kaiwhakatika whakarekereke hei whakakapi i nga pukoro tuku iho.
Na te taenga mai o te Ahumahi 4.0 me te hanga atamai, kei te tipu haere nga kaiwhakatikatika ki te tino tika, te iti ake, me te mohiotanga nui ake. Ko nga hua o muri mai ka aro ki te hototahi me nga hoahoa miihini-a-waho-taraiwa whakauru, tae atu ki te whakawhanake i nga momo rerekee-hinu me te wera-nui hei whakatutuki i nga hiahia o nga punaha whakamatao hinu. I tua atu, ko te tuku ahokore me te kaha ki te tirotiro whaiaro e tika ana kia noho hei ahua a meake nei, ka whakawhānui ake i a raatau tono.
Nga Wero Hangarau me nga ahuatanga a meake nei mo nga Kaitautoko Manawau
Ahakoa to ratou tino mahi me te pono i roto i nga momo mara, kei te raru tonu nga kaiwhakatikatika i nga wero hangarau me te whakaatu i nga tohutohu auaha.
Nga Waahanga Hangarau o naianei me nga otinga
Ko nga whakaritenga hangahanga teitei he wero nui mo nga kaiwhakatikatika. Ko te tika o te miihini o nga niho stator, te riterite o te tohatoha awhiowhio, me te toenga hihiko rotor ka pa tika ki te tika me te mahi. Mo nga kaiwhakatikatika tino tika me nga takirua pou maha (hei tauira, 12 takirua takirua), ahakoa nga hapa hangahanga taumata-micron ka arai ki nga hapa tiwerawera, waahanga hapa ranei. Ko nga otinga mo tenei take ko:
· Te tango i nga moka tapatapahi tino tika me nga tikanga whakakikorua aunoa hei whakarite i te rite me te tika o te mokamoka niho i roto i te matua.
· Te whakauru i te wetewete o te waahanga autō hei arotau i te hoahoa ara iahiko autō me te utu mo nga whakangao hangahanga.
· Te whakawhanake i nga huringa utu-whaiaro hei whakatika aunoa i nga hapa o te pukoro i roto i te tukatuka tohu.
Ko tetahi atu wero ko te uaua o te whakaurunga punaha . Ahakoa he hanga ngawari te kaiwhakatau, kei roto i te punaha inenga katoa nga puunaha iti penei i nga taputapu hiko whakaihiihi, iahiko whakamaarama tohu, me nga huringa wetewete, ka taea te noho hei peera ki te kino te hoahoa. Hei whakatutuki i tenei, kei te neke te ahumahi ki nga otinga whakauru :
· Te whakauru i nga kaihanga whakahihiri, tohu tohu, me te wetewete iahiko ki te maramara kotahi hei whakangawari i te hoahoa punaha.
· Te whakawhanake i nga atanga paerewa (hei tauira, SPI, CAN) mo te tuitui pai ki nga kaiwhakahaere matua.
· Te whakarato kete whanaketanga matawhānui, tae atu ki nga hoahoa tohutoro, whare pukapuka rorohiko, me nga taputapu whakatikatika.
Nga Arahanga Auahatanga me nga Ia Ake
Ko te auahatanga o nga rawa ka kawe mai i nga mahi pakaruhanga ki nga kaiwhakatakoto whakaaro kore. Ka taea e nga hiato autō ngohengohe hou (SMC) me nga ahuatanga autō ineotaro ahu-toru te arotau i te tohatoha mara autō me te whakaiti i te korikoritanga oro. I taua wa, ko nga rauemi whakamaarama-nui-nui me nga paninga aukati-waikura ka whakawhānui ake i te awhe taiao whakahaere o te pukoro.
Ko te mohiotanga tetahi atu huarahi tino nui mo te hunga e hiahia ana ki te whakatau. Ma te whakauru i nga microprocessors me nga hononga whakawhitiwhiti korero, ka taea e nga kaiwhakatau te whakatutuki:
· Nga mahi tātari-whaiaro:
Te aro turuki i te hauora o te pukoro me te matapae mo te roanga o te ora.
· Utu utu:
Te whakatikatika aunoa i nga tawhā utu i runga i nga huringa taiao (hei tauira, te pāmahana).
· Nga atanga whatunga:
Tautoko mo nga kawa korero matatau penei i te Itarangi Ahumahi, e whakahaere ana i te whakauru ki nga punaha IoT Ahumahi (IIoT).
Mo te toronga tono , e rua nga huarahi kei te ahu whakamua nga kaiwhakatakoto whakaaro: ki nga tono tuuturu teitei ake (hei tauira, nga taputapu hanga semiconductor, robots rongoa) e hiahia ana kia nui ake te whakatau me te pono, me nga tono ohaoha me te whanui (hei tauira, nga taputapu whare, taputapu hiko) na roto i nga hoahoa ngawari me te hanga papatipu hei whakaiti i nga utu.
Ko tetahi ahuatanga tino rongonui ko te tono o nga kaiwhakatikatika i nga waka hiko hou o muri mai . I te wa e tipu haere ana nga punaha motopaika ki nga tere tere me te whakaurunga, me tutuki nga hiahia o nga kaitoro tuunga:
· Tautoko mo nga tere ultra-tiketike neke atu i te 20,000 RPM.
· Whakaaetanga mo te mahana i runga ake i te 150°C.
· Te hototahi ki nga hoahoa hiri-a-hinu mo te hiri.
· He iti ake nga waahanga whakaurunga me te taumaha mama ake.
Te Paerewa me te Ahumahi Ahunuku
I te wa e pakeke haere ana te hangarau o te whakaea, kei te anga whakamua ano nga mahi whakatauranga . Kua whakatauhia e Haina nga paerewa motu penei i te GB/T 31996-2015 Whakatakotoranga Hangarau Whanui mo nga Kaitautoko hei whakahaere i nga inenga mahi hua me nga tikanga whakamatautau. Mo nga ahuatanga o te ahumahi, kua eke te hangarau a Hainamana ki nga taumata teitei o te ao.
Ka taea te kite ma te ahu whakamua hangarau me te mahi ahumahi, ka whakakapihia e te hunga whakaahuru nga pukoro tuku iho i roto i te maha atu o nga mara, ka noho hei otinga auraki mo te rapunga tuunga hurihanga me te whakarato tautoko hangarau tino nui mo te aunoatanga ahumahi me te whanaketanga waka hiko hou.
