I. ပြောင်းလဲနိုင်သော တွန့်ဆုတ်မှုဖြေရှင်းပေးသူများ၏ အခြေခံမူများ
ပထမဦးစွာ ဒီဇိုင်းကိုနားလည်ရန်၊ ရိုးရာအနာ-ရဟတ်ဖြေရှင်းပေးသူများ၏ အခြေခံကွဲပြားချက်များကို နားလည်ထားရပါမည်။
· ရိုးရာဖြေရှင်းချက်-
stator နှင့် ရဟတ်နှစ်ခုစလုံးတွင် အကွေ့အကောက်များရှိသည်။ excitation signal နှင့် output signal သည် air gap ကိုဖြတ်ကာ လျှပ်စစ်သံလိုက်ဖြင့် လှုံ့ဆော်ပေးပါသည်။
· Variable Reluctance (VR) ဖြေရှင်းချက်-
stator တွင်သာ အကွေ့အကောက်များရှိသည် ။ ရဟတ်သည်
အနာမဟုတ်သော ferromagnetic အစိတ်အပိုင်းတစ်ခုဖြစ်သည်။ ၎င်း၏လုပ်ဆောင်မှုနိယာမသည် ထင်ရှားသောဝင်ရိုးစွန်းများ သို့မဟုတ် သွားများဖွဲ့စည်းပုံဖြင့်ပြုလုပ်ထားသည့် အပေါ် အခြေခံသည်။
တွန့်ဆုတ်ခြင်းကွဲလွဲမှု .
o Stator Windings-
ပုံမှန်အားဖြင့် excitation winding (primary) နှင့် output windings နှစ်ခု (sine နှင့် cosine windings၊ secondary) တွင် နေရာဒေသအလိုက် orthogonal (90 လျှပ်စစ်ဒီဂရီအကွာ) ပါဝင်သည်။
o Rotor လှည့်ခြင်း-
ထင်ရှားသောဝင်ရိုးများရှိသော ရဟတ်သည် လှည့်သောအခါ၊ ၎င်းသည် လေကွာဟချက်အလျားနှင့် သံလိုက်ပတ်လမ်း၏ တုံ့ဆိုင်းမှုကို ပြောင်းလဲစေသည်။
o Signal Modulation-
လေကွာဟချက် တုံ့ဆိုင်းမှုပုံစံပြောင်းခြင်း (amplitude modulation) သည် excitation magnetic field မှ output windings မှ ဗို့အားကို လှုံ့ဆော်ပေးသည်။ အထွက်အကွေ့အကောက်နှစ်ခု၏ ကျယ်ဝန်းသောစာအိတ်များသည် ရဟတ်ထောင့်၏ sinusoidal နှင့် cosine လုပ်ဆောင်ချက်များဖြစ်သည်။
၎င်း၏အားသာချက်များမှာ- ရိုးရှင်းသောဖွဲ့စည်းပုံ၊ အကြမ်းခံပြီး တာရှည်ခံသော (brushless)၊ စျေးသက်သာသော၊ မြင့်မားသောယုံကြည်စိတ်ချရမှု၊ မြန်နှုန်းမြင့်ပြီး အပူချိန်မြင့်သောပတ်ဝန်းကျင်များကို ခံနိုင်ရည်ရှိသည် ။ အားနည်းချက်မှာ တိကျမှုနှင့် မျဉ်းသားမှုတို့သည် တိကျမှုမြင့်မားသော အနာရဟတ်ဖြေရှင်းပေးသူများထက် အနည်းငယ်နိမ့်ပါးလေ့ရှိသည်။
II ဒီဇိုင်းလုပ်ငန်းစဉ်နှင့် အဓိက ထည့်သွင်းစဉ်းစားမှုများ
ဒီဇိုင်းလုပ်ငန်းစဉ်သည် ထပ်ခါတလဲလဲဖြစ်ပြီး ပုံမှန်အားဖြင့် ဤအဆင့်များကို လိုက်နာသည်-
1. ဒီဇိုင်းသတ်မှတ်ချက်များကို သတ်မှတ်ပါ။
ဤအရာသည် ဒီဇိုင်းအားလုံးအတွက် အစပြုသည့်အချက်ဖြစ်ပြီး ဦးစွာရှင်းလင်းရပါမည်-
· ဝင်ရိုးစွန်း အတွဲများ (P) အရေအတွက်-
လျှပ်စစ်နှင့် စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ ထောင့်များ (θ_electric = P * θ_mechanical) အကြား ဆက်စပ်မှုကို ဆုံးဖြတ်သည်။ ဘုံဖွဲ့စည်းပုံများမှာ 1 တိုင်အတွဲ (unipolar) နှင့် 2 ဝင်ရိုးစွန်းအတွဲ (bipolar) တို့ဖြစ်သည်။ တိုင်အတွဲအရေအတွက်သည် တိကျမှုနှင့် အမြင့်ဆုံးမြန်နှုန်းအပေါ် သက်ရောက်မှုရှိသည်။
· တိကျမှုလိုအပ်ချက်များ-
အများအားဖြင့် arcminutes (′) သို့မဟုတ် milliradians (mrad) ဖြင့် ဖော်ပြသည်။ တိကျမှုမြင့်မားသော ဒီဇိုင်းများသည် ထုတ်လုပ်မှု၊ ပစ္စည်းများ၊ သံလိုက်စက်ကွင်းသဟဇာတ ဖိနှိပ်မှုများအတွက် အလွန်မြင့်မားသော တောင်းဆိုမှုများ လိုအပ်ပါသည်။
· Input Excitation Signal-
Excitation voltage amplitude၊ frequency (အများအားဖြင့် 4kHz၊ 10kHz စသဖြင့်)၊ waveform (sinusoidal)။
· Transformation Ratio (TR):
အထွက်ဗို့အားနှင့် အဝင်ဗို့အား အချိုး (အမြင့်ဆုံးချိတ်ဆက်မှုအနေအထားတွင်)။
· လျှပ်စစ်ချို့ယွင်းချက်-
လုပ်ဆောင်ချက်အမှားအယွင်း၊ null ဗို့အားချို့ယွင်းမှု၊ အဆင့်အမှားအယွင်း၊ အစရှိသည်တို့ ပါဝင်သည်။
· လည်ပတ်မှုပတ်ဝန်းကျင်-
အပူချိန်အကွာအဝေး၊ တုန်ခါမှု၊ တုန်ခါမှု၊ စိုထိုင်းဆ၊ အဝင်အထွက်ကာကွယ်မှု (IP) အဆင့်သတ်မှတ်ချက်။
· အရွယ်အစား ကန့်သတ်ချက်များ-
အပြင်အချင်း၊ အတွင်းပိုင်း၊ အထူ (အလျား)။
· Impedance ကန့်သတ်ချက်များ-
အဝင်/အထွက် impedance၊ နောက်ဆက်တွဲ circuitry နှင့် ကိုက်ညီမှုအပေါ် သက်ရောက်မှုရှိသည်။
2. လျှပ်စစ်သံလိုက်ဒီဇိုင်း - Core အပိုင်း
· Stator/Rotor Lamination Design-
o ပစ္စည်းရွေးချယ်ခြင်း-
ပုံမှန်အားဖြင့် မြင့်မားသောစိမ့်ဝင်နိုင်စွမ်းနှင့် သံဆုံးရှုံးမှုနည်းသော ဆီလီကွန်စတီးအခင်းများကို အသုံးပြုသည် (ဥပမာ၊ DW540၊ 50JN400)။
o Pole-Slot ပေါင်းစပ်မှု-
ဤသည်မှာ ဒီဇိုင်း၏ စိတ်ဝိညာဉ်ဖြစ်သည်။ stator slots အရေအတွက် (Zs) နှင့် rotor salient poles (Zr) ကို ဆုံးဖြတ်ရပါမည်။ အသုံးအများဆုံး ပေါင်းစပ်မှုမှာ
Zr = 2P (ရဟတ်ဝင်ရိုးများ အရေအတွက်သည် တိုင်အတွဲများ၏ အရေအတွက် နှစ်ဆနှင့် ညီမျှသည်) နှင့် Zs သည် Zr ၏ များပြားခြင်း ဖြစ်သည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ unipolar ဖြေရှင်းသူ (P=1) သည်
Zs=4၊ Zr=2 ကို မကြာခဏ အသုံးပြုသည် ။ စိတ်ကြွဖြေရှင်းပေးသူ (P=2) သည်
Zs=8၊ Zr=4 သို့မဟုတ်
Zs=12၊ Zr=6 ကို မကြာခဏ အသုံးပြုသည်။.
o အပေါက်/ဝင်ရိုးပုံသဏ္ဍာန်-
သွားများ၏ပုံသဏ္ဍာန် (အပြိုင်၊ သွယ်လျ) သည် သံလိုက်စက်ကွင်း ဖြန့်ဖြူးမှုနှင့် ဟာမိုနီပါဝင်မှုအပေါ် သက်ရောက်မှုရှိသည်။ သွားအနံ၊ အပေါက်အဖွင့်အကျယ်နှင့် ထမ်းပိုးအထူကဲ့သို့သော အတိုင်းအတာများသည် အခြေခံ magneto-motive force (MMF) ကို အမြင့်ဆုံးဖြစ်စေရန်နှင့် slot harmonics များကို လျှော့ချရန် ပိုမိုကောင်းမွန်အောင်လုပ်ဆောင်ရန် လိုအပ်ပါသည်။
o Air Gap-
လေကွာဟချက်အရွယ်အစားသည် အရေးကြီးသော အပေးအယူတစ်ခုဖြစ်သည်။ သေးငယ်သောလေကွာဟချက်သည် အသွင်ကူးပြောင်းမှုအချိုးနှင့် အချက်ပြစွမ်းအားကို တိုးစေသော်လည်း ထုတ်လုပ်မှုအခက်အခဲ၊ eccentricity တွင် အာရုံခံနိုင်စွမ်းနှင့် torque ripple ကို တိုးစေသည်။ ကြီးမားသော လေကွာဟချက်သည် ဆန့်ကျင်ဘက်အကျိုးသက်ရောက်မှုရှိသည်။ ပုံမှန်အားဖြင့် 0.05mm မှ 0.25mm ကြားတွင် ဒီဇိုင်းပြုလုပ်ထားသည်။
· အကွေ့အကောက် ဒီဇိုင်း
o အမျိုးအစား-
ပုံမှန်အားဖြင့် ဖြန့်ဝေထားသော အကွေ့အကောက်များ သို့မဟုတ် စုစည်းထားသော (သွား) အကွေ့အကောက်များကို အသုံးပြုသည်။ ဖြန့်ဝေထားသော အကွေ့အကောက်များ (အပေါက်များစွာကို ဖြန့်ထားသော ကွိုင်တစ်ခု) သည် ပို၍ sinusoidal သံလိုက်စက်ကွင်းကို ထုတ်လုပ်သော်လည်း ထုတ်လုပ်ရန် ပိုမိုရှုပ်ထွေးပါသည်။ စုစည်းထားသော အကွေ့အကောက်များသည် ရိုးရှင်းသော်လည်း ပိုမိုမြင့်မားသော ဟာမိုနီများရှိသည်။
o အလှည့်တွက်ချက်မှု-
ပစ်မှတ်အသွင်ပြောင်းအချိုးအစား၊ လှုံ့ဆော်မှုဗို့အားနှင့် ကြိမ်နှုန်းအပေါ်အခြေခံ၍ လှုံ့ဆော်မှုအကွေ့အကောက်များအတွက် အလှည့်အပြောင်းအရေအတွက်နှင့် လျှပ်စစ်သံလိုက်ဖြင့် sine/cosine windings တို့ကို ဆုံးဖြတ်ပါ။ အထွက်အကွေ့နှစ်ခုအတွက် အလှည့်အပြောင်းအရေအတွက်သည် အတိအကျတူညီရပါမည်။
o ချိတ်ဆက်မှုနည်းလမ်း-
sine နှင့် cosine windings များသည် နေရာဒေသအလိုက် လျှပ်စစ်ဒီဂရီ 90 ခြား၍ အတိအကျ သေချာပါစေ။
3. Magnetic Field Simulation and Optimization (FEA Simulation) - မရှိမဖြစ် ခေတ်မီဒီဇိုင်းတူးလ်
ရိုးရိုးရှင်းရှင်း ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာသော တွက်ချက်မှုများသည် အလွန်ရှုပ်ထွေးပြီး တိကျလုံလောက်မှု မရှိပေ။ Finite Element Analysis (FEA) software (ဥပမာ JMAG၊ ANSYS Maxwell၊ Simcenter Magnet) သည် မရှိမဖြစ်လိုအပ်ပါသည်။
· Static Field Simulation-
သံလိုက်စက်ကွင်းဖြန့်ဖြူးမှု၊ လျှပ်ကူးမှုမက်ထရစ်နှင့် မတူညီသော ရဟတ်ထောင့်များတွင် အထွက်အလားအလာကို တွက်ချက်ပါ။
· Transient Field Simulation-
စွမ်းဆောင်ရည်ကို ပိုမိုတိကျစွာ ထင်ဟပ်စေသော အထွက်ဗို့အားလှိုင်းပုံစံကို အတုယူရန် အမှန်တကယ် လှုံ့ဆော်မှုဗို့အားကို အသုံးပြုပါ။
· Parametric ပိုမိုကောင်းမွန်အောင်ပြုလုပ်ခြင်း-
အမှားအယွင်းအနည်းဆုံးဖြစ်စေရန် (ဥပမာ THD) နှင့် အသွင်ပြောင်းမှုအချိုးကို အမြင့်ဆုံးဖြစ်စေရန် သွားပုံသဏ္ဍာန်၊ လေဝင်ပေါက်နှင့် အပေါက်အပေါက်ကဲ့သို့သော သော့အရွယ်အစားများကို ပါရာမက်ထရစ်အကွာအဝေးကို ပိုမိုကောင်းမွန်အောင်ပြုလုပ်ပါ။
· အမှားခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာခြင်း-
လျှပ်စစ်ဆိုင်ရာ အမှားအယွင်းကို သရုပ်ဖော်ခြင်းဖြင့် တွက်ချက်ပြီး အမှားအယွင်းအရင်းအမြစ်များကို ပိုင်းခြားစိတ်ဖြာခြင်း (ဥပမာ၊ ဟာမိုနစ်များ၊ ဖော့ဂင်အကျိုးသက်ရောက်မှု၊ ရွှဲနစ်အကျိုးသက်ရောက်မှု)။
4. Mechanical Structure ဒီဇိုင်း
· Housing and Bearings-
သတ်မှတ်ထားသော တုန်ခါမှုနှင့် တုန်ခါမှုတို့ကို ခံနိုင်ရည်ရှိစေပြီး ရဟတ်နှင့် stator အကြား စုစည်းမှုအား သေချာစေရန် ပံ့ပိုးမှုဖွဲ့စည်းပုံအား ဒီဇိုင်းဆွဲပြီး သင့်လျော်သော ဝက်ဝံများကို ရွေးချယ်ပါ။
· Shaft ချိတ်ဆက်မှု-
ယုံကြည်စိတ်ချရသောချိတ်ဆက်မှုနှင့် မော်တာရိုးတံဖြင့် တုံ့ပြန်မှုကင်းစင်ကြောင်း သေချာစေရန် သော့လမ်းကြောင်းများ၊ ချောမွေ့သော ပေါက်ပေါက် သို့မဟုတ် ဆာဗာအင်တာဖေ့စ်ကို ဒီဇိုင်းဆွဲပါ။
· အပူစီမံခန့်ခွဲမှု-
အပူချိန်မြင့်သောပတ်ဝန်းကျင်တွင် အပူလွန်ကဲခြင်းမှ ကာကွယ်ရန် အကွေ့အကောက်များနှင့် သံဆုံးရှုံးမှုများမှ အပူထုတ်ပေးခြင်းကို ထည့်သွင်းစဉ်းစားပါ။ အပူလမ်းကြောင်း ဒီဇိုင်းသည် တစ်ခါတစ်ရံ လိုအပ်သည်။
· Electromagnetic Shielding-
ပြင်ပသံလိုက်စက်ကွင်းများမှ ဝင်ရောက်စွက်ဖက်ခြင်းကို ကာကွယ်ရန် လိုအပ်ပါက ဒိုင်းတစ်ခုထည့်ပါ။
5. Signal Processing Circuit ထည့်သွင်းစဉ်းစားမှုများ
ဖြေရှင်းသူကိုယ်ထည်ဒီဇိုင်း၏ အစိတ်အပိုင်းမဟုတ်သော်လည်း၊ ၎င်းကို ပေါင်းစပ်ထည့်သွင်းစဉ်းစားရမည်-
· RDC (Resolver-to-Digital Converter):
ဖြေရှင်းသူ၏ impedance နှင့် excitation frequency နှင့် ကိုက်ညီသော RDC ချစ်ပ် (ဥပမာ AD2S1205၊ AU6802) ကို ရွေးပါ။ ဒီဇိုင်းလုပ်နေစဉ်အတွင်း ထည့်သွင်းမှု impedance ကိုက်ညီမှုရှိရန် လိုအပ်သည်။
· Excitation Drive Circuit-
သန့်ရှင်းပြီး တည်ငြိမ်သော sine wave ကို ပေးစွမ်းနိုင်သော ပါဝါ op-amp circuit တစ်ခု လိုအပ်ပါသည်။
· Filter Circuit-
ကြိမ်နှုန်းမြင့် ဆူညံသံများနှင့် ဟာမိုနီများကို ဖိနှိပ်ရန် အထွက်အချက်ပြမှုများကို စစ်ထုတ်ပါ။
III ဒီဇိုင်းစိန်ခေါ်မှုများနှင့် အဓိကနည်းပညာများ
1. Harmonic Suppression-
၎င်း၏ တုံ့ဆိုင်းမှု ကွဲလွဲမှု၏ မျဉ်းဖြောင့်မဟုတ်သောကြောင့်၊ VR ဖြေရှင်းသူ၏ အထွက်ဗို့အား အမှားအယွင်း၏ အဓိကအကြောင်းရင်းဖြစ်သည့် ကြွယ်ဝသော ဟာမိုနီများ ပါဝင်ပါသည်။ ကဲ့သို့သော နည်းလမ်းများသည်
pole-slot ပေါင်းစပ် optimization၊ skewing (အပေါက်များ သို့မဟုတ် တိုင်များ) နှင့် stator သွားများပေါ်တွင် အရန်အပေါက်များထည့်ခြင်း ဟာမိုနီများကို ထိထိရောက်ရောက် ချိုးဖျက်နိုင်ပါသည်။
2. တိကျမှုနှင့် ကုန်ကျစရိတ်ကို ချိန်ခွင်လျှာညှိခြင်း-
တိကျမှုမြင့်မားခြင်းသည် ပိုမိုတိကျသောစက်မှုလုပ်ငန်း (လေထုကွာဟချက်ပိုမိုသေးငယ်ခြင်း၊ စုစည်းမှုပိုမိုမြင့်မား)၊ အရည်အသွေးမြင့်ပစ္စည်းများ (အဆင့်မြင့်ဆီလီကွန်စတီးလ်)၊ ပိုမိုရှုပ်ထွေးသောဒီဇိုင်းများ (ဥပမာ၊ ပိုပိုအတွဲများ၊ အပိုင်းပိုင်းအကွက်များ) နှင့် တင်းကျပ်သောလုပ်ငန်းစဉ်များကို သိသိသာသာတိုးမြင့်လာစေပါသည်။
3. Temperature Drift- အကွေ့
အကောက်များ၏ ခံနိုင်ရည်နှင့် ဆီလီကွန်သံမဏိ၏ ဂုဏ်သတ္တိများသည် အပူချိန်ပြောင်းလဲကာ လွှဲခွင်နှင့် အဆင့် ပျံ့လွင့်မှုကို ဖြစ်စေသည်။ ဆားကစ် သို့မဟုတ် ဆော့ဖ်ဝဲလ်တွင် လျော်ကြေးပေးရန်လိုအပ်သည်၊ သို့မဟုတ် ကောင်းမွန်သောအပူချိန်တည်ငြိမ်မှုရှိသောပစ္စည်းများကို လျှပ်စစ်သံလိုက်ပုံစံဒီဇိုင်းအတွင်း ရွေးချယ်သင့်သည်။
အနှစ်ချုပ်
ဒီဇိုင်းအကြံပြုချက်များ
1. Specifications များဖြင့် စတင်ပါ-
ပထမဦးစွာ သင့်လျှောက်လွှာ၏ တိကျမှု၊ အရွယ်အစားနှင့် ပတ်ဝန်းကျင်ဆိုင်ရာ တိကျသောလိုအပ်ချက်များကို သေချာစွာ နားလည်ပါ။
2. Leverage Proven Solutions-
ဂန္ထဝင်ဝင်ရိုးအထိုင် ပေါင်းစပ်မှုများ (ဥပမာ- 4-2၊ 8-4) ဖြင့် စတင်ပါ။
3. Simulation-Driven Design-
သီအိုရီအရ တွက်ချက်မှုများကို မရပ်တန့်ပါနှင့်။ simulation နှင့် optimization အတွက် parametric မော်ဒယ်တစ်ခုဖန်တီးရန် FEM ဆော့ဖ်ဝဲကိုချက်ချင်းအသုံးပြုပါ။ ၎င်းသည် ဒီဇိုင်းအောင်မြင်မှုနှုန်းကို မြှင့်တင်ရန်နှင့် ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှု လည်ပတ်မှု တိုတောင်းခြင်းအတွက် သော့ချက်ဖြစ်သည်။
4. Iterate and Test- နမူနာ
ပုံစံကိုတည်ဆောက်ပြီးနောက်၊ ပြည့်စုံသောစွမ်းဆောင်ရည်စစ်ဆေးမှုများ (အမှားအယွင်း၊ အပူချိန်မြင့်တက်မှု၊ တုန်ခါမှုစသည်) ကိုလုပ်ဆောင်ပါ)၊ simulation ရလဒ်များနှင့်နှိုင်းယှဉ်ပါ၊ ကွဲပြားမှုများ၏အကြောင်းရင်းများကိုခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာပြီးနောက်ထပ်ဒီဇိုင်းထပ်လုပ်ခြင်းသို့ဆက်လက်လုပ်ဆောင်ပါ။
5. စနစ်အဆင့်တွင် စဉ်းစားပါ-
ဖြေရှင်းသူအာရုံခံကိရိယာနှင့် ရေအောက် RDC ဆားကစ်ကို ပေါင်းစပ်စနစ်အဖြစ် ထည့်သွင်းစဉ်းစားပြီး အမှားရှာပါ။
ပြောင်းလဲနိုင်သော တုံ့ဆိုင်းမှုဖြေရှင်းပေးသူများ၏ ဒီဇိုင်းသည် သီအိုရီ၊ သရုပ်ဖော်မှုနှင့် လက်တွေ့စမ်းသပ်မှုတို့ကို ထပ်ခါတလဲလဲ ပြုလုပ်ရန် လိုအပ်သော လက်တွေ့ကျသော နည်းပညာတစ်ခုဖြစ်သည်။
