அதிவேக சுழலும் காந்த வளையத்தின் கட்ட விலகல் எங்கிருந்து வருகிறது? – ரோபோ மேக்னடிக் என்கோடர் சென்சாருக்கான சரிசெய்தல் வழிகாட்டி

சர்வோ மோட்டார்கள், ரோபோ மூட்டுகள் மற்றும் மின்சார சுழல்கள், காந்தம் போன்ற உயர் செயல்திறன் இயக்க கட்டுப்பாட்டு பயன்பாடுகளில் குறியாக்கிகள் அவற்றின் சிறிய அளவு, எண்ணெய் எதிர்ப்பு, அதிர்வு சகிப்புத்தன்மை மற்றும் குறைந்த விலை காரணமாக பிரபலமடைந்து வருகின்றன. இருப்பினும், பல பொறியியலாளர்கள் அதிவேக சுழற்சி சோதனையின் போது ஒரு கடினமான சிக்கலை எதிர்கொள்கின்றனர்:  குறியாக்கி அறிக்கை செய்யும் கோணமானது ரோட்டரின் உண்மையான நிலையில் இருந்து விலகுகிறது -ஒரு 'கட்ட விலகல்'  வேகம் அதிகரிக்கும் போது மோசமடைகிறது. குறைந்த வேகத்தில் அது சிறிதளவு வேக சிற்றலை மற்றும் அதிகரித்த இரைச்சலை மட்டுமே ஏற்படுத்தக்கூடும், ஆனால் அதிக வேகத்தில் அது உறுதியற்ற தன்மையை கட்டுப்படுத்த வழிவகுக்கும்.

I. ரோபோ மேக்னடிக் என்கோடர் சென்சார் எப்படி கோணத்தை 'பார்க்கிறது'?

காந்த குறியாக்கியின் அடிப்படை கட்டமைப்பை சுருக்கமாக மதிப்பாய்வு செய்வோம்.

ஒரு பொதுவான காந்த குறியாக்கி மூன்று பகுதிகளைக் கொண்டுள்ளது:

1. காந்த வளையம் : சுழலி முனை அல்லது தண்டு நீட்டிப்பில் பொருத்தப்பட்டிருக்கும், அதன் சுற்றளவைச் சுற்றி பல துருவ ஜோடிகள் (N/S மாறி மாறி) விநியோகிக்கப்படுகின்றன.

2. காந்த உணரி : பொதுவாக ஹால், ஏஎம்ஆர், ஜிஎம்ஆர், டிஎம்ஆர் போன்றவை, காந்தப்புல மாறுபாடுகளை உணர வளைய மேற்பரப்புக்கு அருகில் வைக்கப்படுகின்றன.

3. சிக்னல் ப்ராசசிங் சர்க்யூட் : பலவீனமான சென்சார் சிக்னல்களை பெருக்கி, நிலைப்படுத்தி, இடைக்கணித்து, இறுதியில் கோணம் அல்லது இருபடி துடிப்புகளை வெளியிடுகிறது.

காந்த வளையம் சுழலும் போது, ​​சென்சார் அவ்வப்போது காந்தப்புல மாற்றங்களைக் கண்டறிந்து அரை-சைனுசாய்டல்/கோசினுசாய்டல் சிக்னல்களை வெளியிடுகிறது. இந்த இரண்டு சமிக்ஞைகளின் கட்டத்தைத் தீர்ப்பதன் மூலம், ரோட்டார் கோணம் பெறப்படுகிறது.

வெறுமனே, காந்தப்புல விநியோகம் முற்றிலும் சைனூசாய்டல் ஆகும், மேலும் சென்சார் வெளியீடு கண்டிப்பாக இயந்திர கோணத்திற்கு ஒத்திருக்கிறது. இருப்பினும், அதிவேக சுழற்சியின் கீழ், இந்த 'இலட்சிய கடித தொடர்பு' பல காரணிகளால் சீர்குலைக்கப்படுகிறது, மேலும் கட்ட விலகல் வெளிப்படுகிறது.

II. கட்ட விலகல் என்றால் என்ன, அது ஏன் அதிக வேகத்தில் அதிகமாக வெளிப்படுகிறது?

எளிமையாகச் சொன்னால்,  கட்ட விலகல் என்பது 'குறியீட்டாளரால் உணரப்படும் கோணம்' மற்றும் 'உண்மையான ரோட்டர் கோணம்' ஆகியவற்றுக்கு இடையே உள்ள வித்தியாசம் ஆகும்..

எடுத்துக்காட்டாக, ரோட்டார் உண்மையில் 30° இல் இருந்தாலும் குறியாக்கி 32° ஐ வெளியிடினால், அந்த 2° என்பது கட்ட விலகலாகும். குறைந்த வேகத்தில், இந்த விலகல் 0.1° மட்டுமே மற்றும் கவனிக்கத்தக்கதாக இருக்காது; ஆனால் வேகம் அதிகரிக்கும் போது, ​​விலகல் பல டிகிரி அல்லது பத்து டிகிரிக்கும் கூட பெருகி, கட்டுப்பாட்டு செயல்திறனை கணிசமாகக் குறைக்கும்.

விலகல் ஏன் அதிக வேகத்தில் பெருக்குகிறது? முக்கிய காரணங்கள் பின்வருமாறு.

1. இயந்திர நிறுவல் பிழைகள் 'பெரிதாக்கப்பட்டது'

காந்த வளையம் மற்றும் தண்டுக்கு இடையே சரியான கோஆக்சியல் சீரமைப்பு சாத்தியமற்றது. வளையம் 0.05 மிமீ விசித்திரத்தன்மையைக் கொண்டுள்ளது என்று வைத்துக்கொள்வோம் - குறைந்த வேகத்தில், சென்சார் அதன் விளைவாக வரும் புல சிதைவை இன்னும் பொறுத்துக்கொள்ள முடியும்; அதிக வேகத்தில், மையவிலக்கு விசை மற்றும் அதிர்வு ஆகியவை விசித்திரத்தன்மையை அதிகரிக்கின்றன, காந்த அலைவடிவத்தை சிதைத்து, அவ்வப்போது கட்ட விலகலை ஏற்படுத்துகின்றன.

இதேபோல், ரிங் எண்ட் ஃபேஸ் ரன்அவுட், அச்சு ஆட்டம் மற்றும் மோசமான டைனமிக் பேலன்ஸ் ஆகியவை அதிக வேகத்தில் கூடுதல் உயர் அதிர்வெண் தொந்தரவுகளை அறிமுகப்படுத்துகின்றன.

2. சென்சார் பதில் வேகம் போதுமானதாக இல்லை

வளைய வேகம் அதிகரிக்கும் போது, ​​காந்தப்புல மாறுபாட்டின் அதிர்வெண் அதற்கேற்ப உயர்கிறது. எடுத்துக்காட்டாக, 10,000 rpm இல் 32-துருவ-ஜோடி வளையத்துடன், புல அதிர்வெண் சுமார் 5.3 kHz ஆகும்; 30,000 rpm இல், அது 16 kHz ஐ விட அதிகமாகும்.

காமன் ஹால் சென்சார்கள் பல்லாயிரக்கணக்கான kHz அல்லது அதற்கும் குறைவான அலைவரிசைகளைக் கொண்டிருக்கலாம் - அதிக வேகத்தில், வெளியீட்டு வீச்சு அட்டென்யூட் மற்றும் பேஸ் லேக் ஆகும், இதன் விளைவாக கோணப் பிழைகள் ஏற்படும். சென்சார் வேகமாக இருந்தாலும், அடுத்தடுத்த வடிகட்டி சுற்றுகளில் அதிகப்படியான தாமதம் கட்ட தாமதத்தை ஏற்படுத்தும்.

3. காந்த வளையத்தின் புலத்தின் தரம் சிதைவு

அதிக வேகத்தில், வளையத்திற்குள் சுழல் மின்னோட்ட இழப்புகள் உள்ளூர் வெப்பத்தை ஏற்படுத்துகின்றன. வெப்பநிலை உயரும் போது, ​​மறுமலர்ச்சி மற்றும் வற்புறுத்தல் மாறும், புல வலிமையைக் குறைத்து அலைவடிவத்தை சிதைக்கிறது.

கூடுதலாக, சீரான அல்லாத காந்தமாக்கல், துருவங்களுக்கு இடையே அதிகப்படியான பரவலான மாறுதல் மண்டலங்கள் மற்றும் துருவ-ஜோடி எண்களின் முறையற்ற தேர்வு ஆகியவை காந்தப்புலத்தில் அதிக வேகத்தில் இணக்கமான உள்ளடக்கத்தை அதிகரிக்கின்றன, கட்ட-கணக்கீடு பிழைகளை பெரிதாக்குகின்றன.

4. மின்காந்த குறுக்கீடு மற்றும் சமிக்ஞை ஒருமைப்பாடு

அதிக வேகத்தில், மோட்டார் முறுக்குகள், தண்டு நீரோட்டங்கள் மற்றும் அருகிலுள்ள உயர் மின் இணைப்புகளில் உள்ள உயர் அதிர்வெண் PWM மின்னோட்டங்கள் குறுக்கீட்டை உருவாக்குகின்றன. சென்சாரின் பலவீனமான வெளியீட்டு சமிக்ஞைகள், ஒருமுறை மாசுபட்டால், ஜீரோ-கிராசிங் கண்டறிதல் அல்லது கட்டக் கணக்கீட்டில் நடுக்கம் மற்றும் பிழையை ஏற்படுத்துகிறது.

III. சிக்கலைத் தீர்க்கும் உத்தி: மெக்கானிக்கல், எலக்ட்ரிக்கல் மற்றும் அல்காரிதமிக் அணுகுமுறைகள்

மேலே உள்ள காரணங்களைத் தீர்க்க, மூன்று நிலைகளில் சரிசெய்தல் நடவடிக்கைகள் எடுக்கப்படலாம்:  இயந்திர நிறுவல், சென்சார் மற்றும் சிக்னல் சங்கிலி, மற்றும் அல்காரிதம் இழப்பீடு.

1. இயந்திர நிலை - முதலில் ஒரு உறுதியான அடித்தளத்தை இடுங்கள்

பல கட்ட விலகல் சிக்கல்கள் எலக்ட்ரானிக்ஸ் மூலம் அல்ல மாறாக இயந்திர நிறுவலில் இருந்து உருவாகின்றன.

(1) கோஆக்சியலிட்டி மற்றும் எண்ட்-ஃபேஸ் ரன்அவுட் ஆகியவற்றை கண்டிப்பாக கட்டுப்படுத்தவும்

காந்த வளையத்தை ஏற்றிய பிறகு, கோஆக்சியலிட்டி இருக்க வேண்டும்  0.03-0.05 மிமீக்குள் , மற்றும் இறுதி முகத்தை  0.02 மிமீக்குள் ரன்அவுட் செய்ய வேண்டும் . பொருத்துவதற்கு சுருக்கப் பொருத்துதல், ஒட்டும் பிணைப்பு அல்லது பிரத்யேக சாதனங்களைப் பயன்படுத்தவும், மேலும் மோதிரத்தை சாய்க்கக்கூடிய சுத்தியலைத் தவிர்க்கவும்.

(2) டைனமிக் பேலன்சிங் செய்யுங்கள்

வளையம் இலகுவாக இருந்தாலும், அதிவேகத்தில் மையவிலக்கு விசையை அலட்சியப்படுத்த முடியாது. நிறுவிய பின், அதிர்வு-தூண்டப்பட்ட சிக்னல் பிழைகளைக் குறைக்க ஒட்டுமொத்த டைனமிக் பேலன்சிங் நடத்தவும்.

(3) காந்த வளையத்தில் அச்சு சக்திகளைத் தவிர்க்கவும்

மோதிரம் மோட்டார் எண்ட் கவர் அல்லது தாங்கு உருளைகளுக்கு அருகில் இருந்தால், அதிக வேகத்தில் வெப்ப விரிவாக்கம் அச்சு இடப்பெயர்ச்சியை ஏற்படுத்தலாம். வடிவமைப்பில் பொருத்தமான அச்சு அனுமதியை முன்பதிவு செய்யவும் அல்லது மீள் ஏற்ற அமைப்பைப் பின்பற்றவும்.

2. மின்சாரம் மற்றும் சிக்னல் சங்கிலி - சிக்னல்களை சுத்தமாகவும் சரியான நேரத்தில் வைத்திருக்கவும்

(1) சரியான சென்சார் வகையைத் தேர்ந்தெடுக்கவும்

அதிவேக பயன்பாடுகளுக்கு,  TMR அல்லது GMR சென்சார்களை விரும்புங்கள் , ஏனெனில் அவற்றின் அலைவரிசை பொதுவாக நூற்றுக்கணக்கான kHz அல்லது MHz-ஐ அடைகிறது - சாதாரண ஹால் சென்சார்களை விட மிக அதிகம். மேலும் சென்சாரின் காந்த உணர்திறன் மற்றும் செறிவூட்டல் புலம் வளையத்தின் பண்புகளுடன் பொருந்துவதை உறுதி செய்யவும்.

(2) வேறுபட்ட சமிக்ஞை வெளியீட்டைப் பயன்படுத்தவும்

வேறுபட்ட வெளியீடு பொதுவான-முறை குறுக்கீட்டை அடக்குகிறது மற்றும் சமிக்ஞை ஒருமைப்பாட்டை மேம்படுத்துகிறது. சென்சார் ஒற்றை-முனை வெளியீட்டை மட்டுமே வழங்கினால், முன் முனையில் ஒரு வேறுபட்ட பெருக்கி நிலையைச் சேர்க்கவும்.

(3) வடிகட்டி தாமதத்தைக் குறைக்கவும்

RC வடிப்பான்கள் மற்றும் டிஜிட்டல் வடிகட்டிகள் கட்ட தாமதத்தை அறிமுகப்படுத்துகின்றன. அதிவேக பயன்பாடுகளில், வடிகட்டி கட்ஆஃப் அதிர்வெண்ணை போதுமான அளவு அதிகமாக அமைக்கவும் அல்லது  குறைந்த தாமதம், நேரியல்-கட்ட  வடிகட்டிகளைப் பயன்படுத்தவும். உண்மையில் அகற்றப்பட வேண்டிய உயர் அதிர்வெண் இரைச்சலுக்கு, மூல சமிக்ஞைகளை அதிகமாக வடிகட்டுவதை விட, கோணக் கணக்கீட்டிற்குப் பிறகு மென்மையாக்குவதைக் கவனியுங்கள்.

(4) வளையம் மற்றும் சென்சார் இடையே காற்று இடைவெளியை மேம்படுத்தவும்

அதிகப்படியான காற்று இடைவெளி சமிக்ஞை வீச்சு குறைக்கிறது; மிக சிறிய இடைவெளி அதிக வேகத்தில் அதிர்வு காரணமாக தேய்க்கப்படும். காற்று இடைவெளியைத் தேர்வுசெய்து , உகந்த மதிப்பை சோதனை முறையில் தீர்மானிக்கவும். 0.3-1.0 மிமீ  வளைய விவரக்குறிப்புகள் மற்றும் சென்சார் உணர்திறன் அடிப்படையில் பொதுவாக

(5) சரியான பாதுகாப்பு மற்றும் தரையிறக்கத்தை செயல்படுத்தவும்

சென்சார் வயரிங் செய்ய கவச முறுக்கப்பட்ட-ஜோடி கேபிள்களைப் பயன்படுத்தவும், கவசத்தை ஒரு புள்ளியில் தரையிறக்கவும் மற்றும் மின்காந்த இணைப்பைக் குறைக்க கேபிளை மோட்டார் பவர் லைன்கள் மற்றும் உயர்-தற்போதைய தடயங்களிலிருந்து விலக்கி வைக்கவும்.

3. அல்காரிதம் நிலை - 'வன்பொருள்' குறைபாடுகளை ஈடுசெய்ய 'மென்பொருளை' பயன்படுத்தவும்

வன்பொருள் மேம்பாடுகளுக்குப் பிறகு, எஞ்சிய விலகல்களை அல்காரிதம்கள் மூலம் மேலும் சரிசெய்ய முடியும்.

(1) ஆஃப்லைன் அளவுத்திருத்தம் மற்றும் தேடல் அட்டவணை இழப்பீடு

குறைந்த-வேக, நிலையான நிலையின் கீழ், காந்த குறியாக்கியின் முழு-வட்ட அளவுத்திருத்தத்தைச் செய்ய, ஒவ்வொரு நிலையிலும் விலகலைப் பதிவுசெய்து, இழப்பீட்டு அட்டவணையை உருவாக்க உயர்-துல்லியமான குறியாக்கியை (எ.கா. ஆப்டிகல் குறியாக்கி) பயன்படுத்தவும். உண்மையான செயல்பாட்டின் போது, ​​தற்போதைய நிலையின் அடிப்படையில் திருத்தத்தைப் பார்க்கவும்.

இந்த முறையானது குறிப்பிட்ட கால கட்ட விலகல்களை திறம்பட நீக்குகிறது, ஆனால் அதிக வேகத்தில் தோன்றும் கூடுதல் டைனமிக் விலகல்களில் மட்டுப்படுத்தப்பட்ட விளைவைக் கொண்டுள்ளது.

(2) டைனமிக் கட்ட இழப்பீடு

விலகல்கள் முக்கியமாக சமிக்ஞை சங்கிலியின் நிலையான தாமதத்தால் ஏற்பட்டால், கோணத் தாமதத்தை இதன் மூலம் கணக்கிடவும்:

இதில்  w  என்பது கோணத் திசைவேகம் மற்றும் t _d என்பது மொத்த கணினி தாமதமாகும். இந்த இழப்பீட்டை வெளியீட்டு கோணத்திற்கு முன்னோக்கி ஊட்டவும், இது ஒரு குறிப்பிட்ட வேக வரம்பிற்குள் அதிவேக துல்லியத்தை கணிசமாக மேம்படுத்தும்.

(3) தகவமைப்பு வடிகட்டுதல் மற்றும் பார்வையாளர்கள்

அதிக வேகத்தில் சீரற்ற நடுக்கத்திற்கு, கல்மேன் வடிப்பான்கள், ஸ்லைடிங்-மோட் பார்வையாளர்கள் அல்லது இதே போன்ற முறைகளைப் பயன்படுத்தி என்கோடர் கோணத்தை ஒரு மோட்டார் மாதிரியுடன் இணைக்கவும், உண்மையான கோண சமிக்ஞையைப் பாதுகாக்கும் போது அதிக அதிர்வெண் சத்தத்தை அடக்கவும்.

(4) வெப்பநிலை இழப்பீடு

வெப்பநிலை-தூண்டப்பட்ட மாற்றங்கள் சமிக்ஞை வீச்சைப் பாதிக்கின்றன. வெப்பநிலை-வீச்சு/கட்ட இழப்பீட்டு மாதிரியை நிறுவ குறியாக்கிக்கு அருகில் வெப்பநிலை உணரியை வைக்கவும் மற்றும் நிகழ்நேர திருத்தத்தைப் பயன்படுத்தவும்.

IV. சுருக்கமான பிழைகாணல் வழக்கு ஆய்வு

ஒரு சர்வோ மோட்டார் 15,000 ஆர்பிஎம்மில் அதன் காந்த குறியாக்கியில் இருந்து சுமார் 3.5° கால கட்ட விலகலை வெளிப்படுத்தியது, இதனால் தற்போதைய-லூப் அலைவு ஏற்பட்டது. குழு பின்வரும் படிகளைப் பின்பற்றியது:

1. இயந்திர ஆய்வு : வளையத்தின் கோஆக்சியலிட்டி 0.08 மிமீ இருப்பது கண்டறியப்பட்டது; மறு-நிறுவலுக்குப் பிறகு அது 0.03 மிமீ ஆகக் குறைக்கப்பட்டது, மேலும் விலகல் 2.1° ஆகக் குறைந்தது.

2. சென்சார் மாற்றீடு : நிலையான ஹால் சென்சார் அதிக அலைவரிசை டிஎம்ஆர் டிஃபெரென்ஷியல் சென்சார் மூலம் மாற்றப்பட்டது, மேலும் வடிகட்டி கட்ஆஃப் அதிர்வெண் 20 kHz இலிருந்து 100 kHz ஆக உயர்த்தப்பட்டது - விலகல் மேலும் 0.9° ஆக குறைக்கப்பட்டது.

3. அல்காரிதம் இழப்பீடு : நிலையான-தாமத ஃபீட்ஃபார்வர்டு இழப்பீடு சேர்க்கப்பட்டது, அதைத் தொடர்ந்து சோதனை பெஞ்சில் முழு-வட்ட ஆஃப்லைன் அளவுத்திருத்தம் சேர்க்கப்பட்டது. இறுதி அதிவேக கட்ட விலகல்  0.3° க்குள் கட்டுப்படுத்தப்பட்டது , கட்டுப்பாட்டுத் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்கிறது.

என்பதை இந்த வழக்கு விளக்குகிறது - இயந்திர, மின் மற்றும் அல்காரிதம் மேம்பாடுகளின் கலவையானது சிறந்த முடிவுகளை அளிக்கிறது ஒற்றை அளவீடு பெரும்பாலும் சிக்கலின் ஒரு பகுதியை மட்டுமே தீர்க்கிறது .

முடிவுரை

அதிக வேகத்தில் ரோபோ காந்த குறியாக்கி சென்சாரில் உள்ள காந்த வளையத்தின் கட்ட விலகல் இயல்பாகவே ஒரு பன்முகச் சிக்கலாகும். இயந்திர நிறுவல் பிழைகள், போதுமான சென்சார் அலைவரிசை, சமிக்ஞை தாமதங்கள், சிதைந்த காந்தப்புலத்தின் தரம் மற்றும் மின்காந்த குறுக்கீடு ஆகியவை அதிக வேகத்தில் பெருக்கப்படுகின்றன.

சிக்கலைத் தீர்க்கும்போது, ​​வரிசையைப் பின்பற்றவும்:  முதலில் இயக்கவியல், பின்னர் மின்சாரம், பின்னர் வழிமுறைகள் :

முதலாவதாக  , கோஆக்சியலிட்டி, டைனமிக் பேலன்சிங் மற்றும் காற்று இடைவெளி ஆகியவை திடமாக நிறுவப்பட்டிருப்பதை உறுதி செய்யவும்;

·  பின்னர் சுத்தமான, குறைந்த தாமத சமிக்ஞைகளுக்கு உத்தரவாதம் அளிக்க சென்சார் தேர்வு மற்றும் சமிக்ஞை சங்கிலியை மேம்படுத்தவும்;

இறுதியாக  , அளவுத்திருத்தம் மற்றும் இழப்பீட்டு வழிமுறைகளைப் பயன்படுத்தி எஞ்சிய பிழைகளை 'நன்றாக மாற்றவும்'.

பெரும்பாலான அதிவேக பயன்பாடுகளுக்கு, இத்தகைய முறையான சரிசெய்தலுக்குப் பிறகு, காந்த குறியாக்கியின் கட்ட விலகலை ஏற்றுக்கொள்ளக்கூடிய வரம்பிற்குள் வைத்திருக்க முடியும், இது அதிவேகத்திலும் கூட சர்வோ அமைப்பு நிலையானதாகவும் துல்லியமாகவும் இருக்க அனுமதிக்கிறது.