I. Kanuni za msingi za viboreshaji vya kutofautisha vya kusita
Kwanza, kuelewa muundo, lazima mtu aelewe tofauti zake za kimsingi kutoka kwa azimio la jadi la jeraha:
· Suluhisho la jadi: Stator na rotor zote zina vilima. Ishara ya uchochezi na ishara ya pato imewekwa kwa umeme kwenye pengo la hewa.
· Tofauti ya kusita (VR) ya kutafakari: Stator tu ina vilima . Rotor ni sehemu ya ferromagnetic isiyo ya jeraha iliyotengenezwa na miti ya salio au muundo wa toothed. Kanuni yake ya kufanya kazi inategemea tofauti za kusita.
o Vilima vya stator: Kwa kawaida ni pamoja na vilima moja vya uchochezi (msingi) na vilima viwili vya pato (sine na vilima vya cosine, sekondari) ambazo ni za orthogonal (digrii 90 za umeme mbali).
o Mzunguko wa rotor: Wakati rotor iliyo na miti inayozunguka inazunguka, inabadilisha urefu wa pengo la hewa na kusita kwa mzunguko wa sumaku.
o moduli ya ishara: Tofauti katika moduli za kusita za pengo la hewa (moduli ya amplitude) amplitude ya voltage iliyoingizwa kwenye vilima vya pato na uwanja wa sumaku wa uchochezi. Bahasha ya amplitude ya vilima viwili vya pato ni kazi za sinusoidal na cosine za pembe ya rotor, mtawaliwa.
Faida zake ni: muundo rahisi, rugged na ya kudumu (brashi), gharama ya chini, kuegemea juu, uwezo wa kuhimili mazingira ya kasi na joto la juu . Ubaya ni kwamba usahihi na usawa kawaida ni chini kidogo kuliko ile ya utatuzi wa kiwango cha juu cha jeraha.
Ii. Mchakato wa kubuni na maanani muhimu
Mchakato wa kubuni ni wa kitabia na kawaida hufuata hatua hizi:
1. Fafanua maelezo ya muundo
Hii ndio hatua ya kuanzia kwa miundo yote na lazima ifafanuliwe kwanza:
· Idadi ya jozi za pole (p): huamua uhusiano kati ya pembe za umeme na mitambo (θ_electric = p * θ_mechanical). Usanidi wa kawaida ni jozi 1 ya pole (unipolar) na jozi 2 za pole (bipolar). Idadi ya jozi za pole huathiri usahihi na kasi ya juu.
· Mahitaji ya usahihi: kawaida huonyeshwa katika arcminutes (′) au milliradians (MRAD). Miundo ya usahihi wa hali ya juu inahitaji mahitaji ya juu sana juu ya utengenezaji, vifaa, na kukandamiza uwanja wa sumaku.
· Ishara ya uchochezi wa uingizaji: uchukuzi wa voltage, frequency (zile za kawaida ni 4kHz, 10kHz, nk), wimbi (kawaida sinusoidal).
· Uwiano wa mabadiliko (TR): uwiano wa voltage ya pato kwa voltage ya pembejeo (katika nafasi ya upeo wa juu).
· Kosa la umeme: Ni pamoja na kosa la kazi, kosa la voltage null, kosa la awamu, nk.
Mazingira ya kufanya kazi: kiwango cha joto, vibration, mshtuko, unyevu, kinga ya ingress (IP).
· Vizuizi vya ukubwa: kipenyo cha nje, kuzaa ndani, unene (urefu).
Viwango vya uingizaji: uingizaji/uingizaji wa pato, unaathiri kulinganisha na mzunguko wa baadaye.
2. Ubunifu wa Electromagnetic - Sehemu ya msingi
· Stator/Rotor Ubunifu wa Uokoaji:
o Uteuzi wa nyenzo: Kawaida hutumia shuka za chuma za silicon na upenyezaji mkubwa na upotezaji wa chini wa chuma (kwa mfano, DW540, 50JN400).
O Mchanganyiko wa Pole-Slot: Hii ndio roho ya muundo. Idadi ya inafaa ya stator (ZS) na miti ya rotor (ZR) lazima imedhamiriwa. Mchanganyiko wa kawaida ni ZR = 2p (idadi ya miti ya rotor ni sawa na mara mbili idadi ya jozi za pole), na ZS ni nyingi ya ZR. Kwa mfano, suluhisho la unipolar (p = 1) mara nyingi hutumia zs = 4, zr = 2 ; Suluhisho la kupumua (p = 2) mara nyingi hutumia zs = 8, zr = 4 au zs = 12, zr = 6.
o Slot/pole sura: sura ya meno (sambamba, tapered) huathiri usambazaji wa shamba la sumaku na yaliyomo. Vipimo kama upana wa jino, upana wa ufunguzi wa yanayopangwa, na unene wa nira unahitaji optimization ili kuongeza nguvu ya msingi ya moti-motive (MMF) na kupunguza maelewano yanayopangwa.
o Pengo la hewa: saizi ya pengo la hewa ni biashara muhimu. Pengo ndogo ya hewa huongeza uwiano wa mabadiliko na nguvu ya ishara lakini huongeza ugumu wa utengenezaji, usikivu wa eccentricity, na ripple ya torque. Pengo kubwa la hewa lina athari tofauti. Kawaida iliyoundwa kati ya 0.05mm - 0.25mm.
· Ubunifu wa vilima:
Aina ya o : kawaida vilima vilivyosambazwa au vilima vya kujilimbikizia (jino) hutumiwa. Vilima vilivyosambazwa (coil moja inayochukua nafasi nyingi) hutengeneza shamba la sumaku zaidi ya sinusoidal lakini ni ngumu zaidi kutengeneza; Vilima vilivyojaa ni rahisi lakini vina maelewano ya juu.
o Kubadilisha hesabu: Kulingana na uwiano wa mabadiliko ya lengo, voltage ya uchochezi, na frequency, kuamua idadi ya zamu za vilima vya uchochezi na vilima vya sine/cosine kupitia hesabu ya umeme. Idadi ya zamu kwa vilima viwili vya pato lazima iwe sawa kabisa.
Njia ya Uunganisho: Hakikisha kuwa vilima vya sine na cosine ni digrii 90 za umeme mbali.
.
Mahesabu ya uchambuzi safi ni ngumu sana na ni sahihi kabisa. Programu ya Uchambuzi wa Vipengee vya Finite (FEA) (kwa mfano, JMAG, ANSYS Maxwell, Simcenter Magnet) ni muhimu.
· Simulizi ya uwanja tuli: Mahesabu ya usambazaji wa shamba la sumaku, matrix ya inductance, na uwezo wa pato katika pembe tofauti za rotor.
· Simulizi ya uwanja wa muda mfupi: Tumia voltage halisi ya uchochezi kuiga muundo wa voltage ya pato, kuonyesha kwa usahihi utendaji.
· Uboreshaji wa parametric: Fanya kufagia kwa parametric na optimization ya vipimo muhimu kama sura ya jino, pengo la hewa, na ufunguzi wa yanayopangwa ili kupunguza makosa (kwa mfano, THD) na kuongeza uwiano wa mabadiliko.
· Uchambuzi wa makosa: Mahesabu ya kosa la umeme kupitia simulation na kuchambua vyanzo vya makosa (kwa mfano, maelewano, athari ya cogging, athari ya kueneza).
4. Ubunifu wa muundo wa mitambo
· Nyumba na fani: Buni muundo wa msaada na uchague fani zinazofaa ili kuhakikisha viwango kati ya rotor na stator na tofauti ndogo ya pengo la hewa, wakati wa kuhimili vibration maalum na mshtuko.
· Uunganisho wa Shaft: Njia kuu za kubuni, laini laini, au interface ya servo ili kuhakikisha unganisho la kuaminika na maambukizi ya bure ya nyuma na shimoni ya gari.
· Usimamizi wa mafuta: Fikiria kizazi cha joto kutoka kwa vilima na upotezaji wa chuma ili kuzuia overheating katika mazingira ya joto la juu. Ubunifu wa njia ya mafuta wakati mwingine ni muhimu.
· Kinga ya umeme: Ongeza ngao ikiwa ni muhimu kuzuia kuingiliwa kutoka kwa shamba la nje la sumaku.
5. Mawazo ya Usindikaji wa Signal
Ingawa sio sehemu ya muundo wa mwili wa suluhisho, lazima izingatiwe kwa usawa:
· RDC (Resolver-to-dijiti Converter): Chagua chip ya RDC (kwa mfano, AD2S1205, AU6802) inayofanana na uingiliaji wa suluhisho na frequency ya uchochezi. Kuingiliana kwa uingizaji inahitajika wakati wa kubuni.
· Mzunguko wa kuendesha gari: Inahitaji mzunguko wa nguvu ya op-amp yenye uwezo wa kutoa wimbi safi, thabiti la sine.
· Mzunguko wa vichujio: Chukua ishara za pato kukandamiza kelele za frequency ya juu na maelewano.
III. Changamoto za kubuni na teknolojia muhimu
1. Kukandamiza kwa Harmonic: Kwa sababu ya kutokuwa na usawa wa tofauti zake za kusita, voltage ya pato la suluhisho la VR ina maelewano tajiri, ambayo ndio sababu kuu ya makosa. Njia kama uboreshaji wa mchanganyiko wa pole, skewing (inafaa au miti), na kuongeza inafaa kwa meno ya stator inaweza kukandamiza vyema.
2. Kusawazisha usahihi na gharama: Usahihi wa hali ya juu unamaanisha machining sahihi zaidi (pengo ndogo ya hewa, viwango vya juu), vifaa vya hali ya juu (chuma cha kiwango cha juu cha silicon), miundo ngumu zaidi (kwa mfano, jozi zaidi za pole, inafaa), na michakato ngumu, na kusababisha gharama zinazoongezeka.
3. Joto Drift: Upinzani wa vilima na mali ya mabadiliko ya chuma cha silicon na joto, na kusababisha amplitude na drift ya awamu. Fidia katika mzunguko au programu inahitajika, au vifaa vyenye utulivu mzuri wa joto vinapaswa kuchaguliwa wakati wa muundo wa umeme.
Muhtasari
Mapendekezo ya Ubunifu:
1. Anza na maelezo: Kwanza, elewa kabisa mahitaji maalum ya hali yako ya maombi kuhusu usahihi, saizi, na mazingira.
2. Ufumbuzi uliothibitishwa: Anza na mchanganyiko wa kawaida wa pole (kwa mfano, 4-2, 8-4), kwani ni sehemu ya kuanzia na ya kuaminika.
3. Ubunifu unaoendeshwa na simulation: Usisimame kwa mahesabu ya kinadharia; Tumia programu ya FEM mara moja kuunda mfano wa parametric kwa simulizi na optimization. Hii ni ufunguo wa kuboresha viwango vya mafanikio ya kubuni na kufupisha mizunguko ya maendeleo.
4. Iterate na mtihani: Baada ya kujenga mfano, fanya vipimo kamili vya utendaji (kosa, kuongezeka kwa joto, vibration, nk), kulinganisha na matokeo ya simulizi, kuchambua sababu za tofauti, na kuendelea na muundo unaofuata.
5. Fikiria katika kiwango cha mfumo: Fikiria na utatua sensor ya suluhisho na mzunguko wa chini wa RDC kama mfumo uliojumuishwa.
Ubunifu wa utatuzi wa kutofautisha wa kusita ni teknolojia ya vitendo sana ambayo inahitaji mizunguko ya nadharia inayorudiwa, simulizi, na majaribio.
