Uchambuzi wa Upotoshaji wa Mawimbi ya Sin/Cos katika Vitatuzi vya Aina ya Kusita-sita Chini ya Uingiliano Kali wa Kiumeme - Kitambuzi cha Kitatuzi cha EV

Katika matumizi kama vile viendeshi vya gari vya nishati mpya na huduma za viwandani, aina ya kusitasita visuluhishi hutumiwa sana kama vitambuzi vya nafasi ya rotor. Hazina chip za semicondukta, zinazostahimili halijoto ya juu, na hustahimili mtetemo - zinaonekana 'nguvu.' Hata hivyo, wahandisi wengi hukutana na suala la kutatanisha kwenye tovuti: mara tu nishati ya injini inapoongezeka na mzunguko wa kubadili wa PWM unapopanda, mawimbi ya pato la sine/cosine ya kisuluhishi hutengeneza hitilafu, kujaa bapa, kuvuruga bahasha, na kuelekeza kwenye mizunguko mingineyo, na kuelekeza kwenye jipu nyinginezo. makosa.

I. Je, Alama ya Kawaida ya Kitatuzi cha Sine/Cosine Inaonekanaje?

Muundo wa kisuluhishi cha aina ya kusitasita ni rahisi kiasi: stator hubeba vilima vya msisimko na vilima viwili vya pato la anga, wakati rota imeundwa kwa nguzo zenye umbo maalum za silicon-chuma bila vilima. Msisimko wa juu wa sinusoidal hutumiwa kwa vilima vya msisimko:

Wakati rota inapozunguka kwa pembe θ , vilima viwili vya pato hushawishi mtawalia:

Kwa mazoezi, kila ishara ni tofauti, kwa mfano, S1-S3 na S2-S4. Kama inavyoonekana, pato la kisuluhishi ni mtoa huduma wa masafa ya juu ambaye amplitude yake inarekebishwa na pembe ya rotor  θ  . Kwenye oscilloscope, maumbo ya mawimbi yanaonekana kama bahasha mbili ambazo hutofautiana kwa pembe kama sine na kosine, mtawalia.

Chip ya kusimbua -Kigeuzi cha Resolver-to-Digital (RDC) -hupunguza mawimbi haya, kutoa bahasha, na kukokotoa pembe kupitia  

II. Uingiliaji Mkubwa wa Umeme Hutoka Wapi

Kitatuzi kawaida huwekwa kwenye mwisho wa gari, kuzungukwa na mazingira ya kawaida ya mwingiliano wa sumakuumeme:

·  Ubadilishaji wa kasi wa juu wa IGBT/MOSFETs : Masafa ya vibebaji vya PWM ya kidhibiti cha gari kwa kawaida huwa katika safu ya kHz chache hadi makumi ya kHz, lakini kingo za kubadili ni makumi hadi mamia tu ya nanoseconds, na spectra inayoenea hadi makumi ya MHz.

·  Vibao vya umeme na nyaya za awamu : Mabadiliko ya haraka katika voltage ya juu ya sasa na ya juu huzalisha maeneo yenye nguvu ya umeme na sumaku.

·  Operesheni za mawasiliano na relay : Tengeneza mdundo na mipigo ya muda mfupi.

·  Vigeuzi vya nguvu : Ripple na maumbo kutoka kwa vifaa vya umeme.

Mara tu mwingiliano huu unapoingia kwenye mistari ya mawimbi ya kisuluhishi, huweka juu juu ya ishara safi za sine/cosine.

III. Jinsi Uingiliano Unaingia kwenye Msururu wa Mawimbi

Kuna njia kuu nne ambazo uingiliaji huingia kwenye mnyororo wa mawimbi ya kisuluhishi:

1. Uunganisho wa miale
Laini za umeme na nodi za kubadilishia hufanya kama antena zinazopitisha, huku viunga vya waya vya kisuluhishi hufanya kama kupokea antena. Viunga vya kisuluhishi vinapoelekezwa sambamba na nyaya za umeme, sehemu za sumakuumeme za masafa ya juu huleta volteji moja kwa moja kwenye vifungo.

2. Uingiliano wa upitishaji
huingia kwenye mfumo wa kisuluhishi kupitia njia za usambazaji wa nishati ya msisimko au usambazaji wa umeme wa ubao wa dekoda, na kisha wanandoa kwenye upande wa mawimbi.

3. Tofauti zinazowezekana za ardhi
Mikondo mikubwa husababisha kushuka kwa voltage kwenye athari za ardhini au makazi ya chuma, na kuunda uwezekano usio sawa wa ardhi kati ya mwisho wa kisuluhishi na mwisho wa avkodare, na kutengeneza voltages za hali ya kawaida.

4. Mazungumzo kati ya mistari
Wakati viunga vya visuluhishi vinapoendana sambamba na nyaya za awamu, pau za mabasi, n.k., uwezo wa vimelea na uingiliano kati ya mistari kati ya njia mbili.

IV. Dhihirisho za Kawaida za Upotoshaji

Kwenye oscilloscope, ishara za sine/kosine chini ya EMI kali zinaweza kuonekana katika aina zifuatazo.

1. Upeo wa juu wa glitch
Mwiba na mlio uliolandanishwa na kingo za PWM huonekana kwenye mtoa huduma. Hii ni kwa sababu mikondo ya masafa ya juu inayozalishwa wakati wa kubadilisha huunganisha kwenye mistari ya mawimbi kupitia uwezo wa vimelea. Amplitude za glitch zinaweza kufikia makumi ya mV au hata mamia ya mV, ilhali amplitudo za kawaida za mawimbi tofauti huwa ni volti chache tu, na hivyo kusababisha kushuka kwa kiasi kikubwa kwa SNR.

2. Kelele ya hali ya kawaida hadi ya hali tofauti
Ishara tofauti ni nyeti kinadharia tu kwa tofauti ya voltage kati ya waya mbili na zina uwezo wa kukataa dhidi ya kuingiliwa kwa hali ya kawaida. Hata hivyo, nyaya halisi, viunganishi, na mitandao ya vichungi kamwe hazilingani kikamilifu. Wakati mwingiliano wa hali ya juu-frequency ya kawaida inapoingia, sehemu yake inabadilishwa kuwa voltage ya hali ya tofauti na kuwekwa juu ya ishara za sine/cosine. Kelele hii mara nyingi huonekana kama 'fuzz' mara kwa mara kwenye bahasha.

3. Kunasa na kueneza
Wakati amplitude ya mwingiliano ni kubwa, na kilele cha mawimbi kilichowekwa juu zaidi kinazidi safu ya pembejeo ya RDC au reli za usambazaji wa op-amp, sehemu za juu za muundo wa wimbi 'zimekatwa.' Ukataji huharibu moja kwa moja bahasha ya sin/cos, na kusababisha makosa makubwa yasiyo ya mstari katika pembe iliyosimbuwa.

4. DC kukabiliana na drift
Vipengee vya chini-frequency katika kuingiliwa, mikondo ya ardhi kitanzi, au athari za urekebishaji inaweza kusababisha kukabiliana na DC katika mawimbi, na kufanya mawimbi asymmetrical. Usimbuaji wa RDC kwa kawaida huchukua ishara safi za AC; kukabiliana husababisha makosa ya pembe na ripple kasi.

5. Upotoshaji wa Harmonic
Usio wa mstari wa nyenzo za sumaku na mwingiliano kati ya kuingiliwa na kibeba msisimko huzalisha vipengele vya harmonic. Mara tu sauti za sauti zinapoingia kwenye RDC, zinaweza kupunguzwa na kuwa hitilafu za mpangilio wa hali ya juu katika pembe, zinazojidhihirisha kama msukosuko wa torque au kelele.

6. Usawa wa amplitude ya Sine/cosine na mabadiliko ya awamu
Ikiwa njia mbili za ishara za dhambi na cos zina vigezo tofauti vya chujio, urefu wa cable, au vikwazo vya mawasiliano ya kontakt, njia mbili huathiriwa tofauti chini ya kuingiliwa kwa nguvu, na kusababisha kutofautiana kwa amplitude au mabadiliko ya awamu. RDC hukokotoa pembe kulingana na sinθ/cosθ; amplitude au usawa wa awamu moja kwa moja hutoa makosa ya pembe.

V. Athari za Upotoshaji kwenye Mfumo

Upotoshaji wa ishara sio tu 'suala la kuona' kwenye oscilloscope; inaonyesha moja kwa moja utendaji wa mfumo:

·  Jita ya kutoa pembe : Kelele iliyopunguzwa na RDC husababisha mtetemo wa masafa ya juu katika thamani ya pembe, na hivyo kuongeza kelele ya maoni ya kasi.

·  Hitilafu za pembe za mara kwa mara : Upotoshaji wa bahasha na ulinganifu husababisha hitilafu za pembe ambazo hubadilika mara kwa mara kulingana na mkao wa rota, na hivyo kusababisha kushuka kwa thamani ya dq-axis na ripple ya torque.

·  Hitilafu na upotevu wa kufuli : Uingiliaji mkubwa unaweza kusababisha kitanzi cha ufuatiliaji cha RDC kupoteza kufuli, na kusababisha kuruka kwa pembe na kusababisha ulinzi wa kupita kiasi au kupita kiasi.

·  Uharibifu wa utendaji wa mfumo : Katika magari yanayotumia umeme, hii inaweza kusababisha kupungua kwa ufanisi wa gari, kuongezeka kwa mtetemo na kelele, na hata kuhatarisha usalama wa gari.

VI. Jinsi ya Kutambua na Kutatua Matatizo

Katika utatuzi wa vitendo, njia zifuatazo zinaweza kuamua haraka ikiwa ishara za kisuluhishi zinaathiriwa na EMI kali:

·  Tumia  uchunguzi wa kutofautisha  kupima S1-S3 na S2-S4, kuepuka uchunguzi wenye ncha moja ambao unaweza kuanzisha vitanzi vya ardhini.

·  Angalia mawimbi ya msisimko na mawimbi ya kutoa sauti kwa wakati mmoja ili kubaini ikiwa usumbufu unaletwa kupitia upande wa msisimko.

·  Linganisha miundo ya mawimbi na ile inayosimama dhidi ya kukimbia, na kuwashwa kwa PWM dhidi ya kuzimwa, ili kubaini ikiwa mwingiliano unatoka kwa saketi ya nishati.

·  Tumia FFT ya oscilloscope kuchanganua wigo wa mwingiliano na kuangalia kama inalingana na masafa ya mtoa huduma wa PWM au ulinganifu wa makali.

·  Pima volteji ya hali ya kawaida ya mistari miwili hadi chini ili kutathmini kiwango cha mwingiliano wa hali ya kawaida.

VII. Hatua za Ukandamizaji

Kukandamiza upotoshaji kunahitaji juhudi za wakati mmoja kwenye nyanja tatu: chanzo cha mwingiliano, njia ya kuunganisha, na mpokeaji.

1. Kuboresha kuunganisha wiring na ngao

·  Tumia jozi zilizosokotwa zenye ngao kwa mistari ya mawimbi ya kisuluhishi, ngao ikiwa imetulia katika sehemu moja kwenye mwisho wa kisimbuzi ili kuzuia mizunguko ya ardhini inayosababishwa na uwekaji ardhi wenye ncha mbili.

·  Njia za mawimbi ya njia kando na nyaya za umeme, kuepuka kukimbia kwa muda mrefu sambamba; ikiwa kuvuka hakuwezi kuepukika, wavuke kwa njia ya kawaida.

·  Ikihitajika, tumia mifereji ya chuma au ngao ya safu mbili ili kuboresha ufanisi wa ulinzi wa masafa ya juu.

2. Kuchuja na ulinzi

·  Ongeza vichujio vya hali ya kawaida na vichujio vya pasi ya chini vya RC kwenye ingizo la RDC ili kukandamiza kelele za hali ya kawaida na hitilafu za masafa ya juu.

·  Masafa ya kukatika kwa kichujio yanapaswa kuwa ya juu kuliko masafa ya msisimko wa kisuluhishi huku ikiepuka kuchelewa kwa awamu, ambayo ingeleta hitilafu mpya za pembe.

·  Ongeza vifaa vya ulinzi kama vile mirija ya TVS ili kuzuia voltages kupita kiasi kutoka kuharibu sakiti ya avkodare.

3. Mpangilio na kutuliza

·  Weka ubao wa dekoda karibu iwezekanavyo na kiunganishi cha kisuluhishi ili kufupisha athari za mawimbi ya analogi.

·  Tenganisha ardhi ya analogi kutoka kwa msingi wa nguvu, ukiziunganisha kwenye sehemu moja ili kuzuia mikondo mikubwa kutiririka kupitia ardhi ya analogi.

·  Zingatia mwendelezo wa ngao katika uteuzi wa kiunganishi, hakikisha kwamba ngao haijavunjwa kwenye kiunganishi.

4. Matibabu ya upande wa uchochezi

·  Tumia jozi zilizosokotwa zenye ngao kwa laini za kusisimua pia, na ongeza kichujio kwenye usambazaji wa nishati ya kusisimua.

·  Epuka kushiriki viunganishi au viunga kati ya ishara za msisimko na nyaya za umeme.

5. Hatua za mfumo na algorithmic

·  Chagua chipsi za RDC zilizo na uwezo mkubwa wa kuzuia mwingiliano, kama vile zilizo na upunguzaji wa sauti uliojumuishwa ndani na uchujaji wa dijiti.

·  Katika programu, weka uchujaji, uzuiaji wa viwango, na ukaguzi wa usahihishaji kwenye mawimbi ya pembe ili kuzuia mipigo ya mtu binafsi ya kuingiliwa isisababishe hitilafu za udhibiti.

·  Boresha viwango vya upunguzaji wa makali ya PWM na uongeze mizunguko ya snubber ili kupunguza usumbufu kwenye chanzo.

VIII. Hitimisho

Kitatuzi cha magnetoresistive kwa asili ni kitambuzi gumu, lakini matokeo yake ya sine/cosine ni mawimbi ya kiwango cha chini ya analogi ambayo yanaweza kuathiriwa na upotoshaji chini ya EMI kali. Kuelewa vyanzo vya kuingilia kati na njia za kuunganisha, na kutekeleza ulinzi sahihi, kuchuja, kutuliza, na mpangilio, ni muhimu ili kuhakikisha usahihi na uaminifu wa maoni ya pembe.

Kwa wahandisi, muundo wa wimbi kwenye oscilloscope ndio 'ripoti ya afya'.' bora zaidi Upotoshaji wa mawimbi hugunduliwa, ndivyo uwezekano wa matatizo ya mfumo unavyopungua.