จะตีความความแม่นยำของมุมของรีโซลเวอร์และข้อผิดพลาดทางไฟฟ้าได้อย่างไร

ในการควบคุมมอเตอร์ ไดรฟ์ไฟฟ้าของรถยนต์พลังงานใหม่ การเลือกระบบเซอร์โว หรือการทดสอบ วิศวกรมักถามบ่อยที่สุดว่า 'ความแม่นยำของรีโซลเวอร์นี้คืออะไร' อย่างไรก็ตาม เอกสารข้อมูลมักแสดงรายการพารามิเตอร์ เช่น 'ข้อผิดพลาดทางไฟฟ้า ≤ ±10′', 'ความแม่นยำของมุม ±15′', 'ความละเอียด 16 บิต' ฯลฯ ซึ่งอาจทำให้ผู้คนสับสนได้ง่าย

ข้อผิดพลาดทางไฟฟ้าและความแม่นยำของมุมเป็นสิ่งเดียวกันหรือไม่? 10' มีขนาดใหญ่แค่ไหน? คุณจะอ่านแผ่นข้อมูลโดยไม่ถูกตัวเลขหลอกได้อย่างไร

I. ขั้นแรก แยกความแตกต่างสองแนวคิด: ความแม่นยำของมุม ≠ ข้อผิดพลาดทางไฟฟ้า

ตัวรีโซลเวอร์จะส่งสัญญาณไซน์/โคไซน์แบบอะนาล็อก ไม่ใช่มุมดิจิตอลโดยตรง ต้องใช้ RDC (ตัวแปลงรีโซลเวอร์เป็นดิจิทัล) ตามมา หรือซอฟต์แวร์ดีโมดูเลชันเพื่อให้ได้ค่ามุม

ดังนั้น สิ่งที่เรามักเรียกว่า 'ความแม่นยำของมุม' จริงๆ แล้วคือ  ข้อกำหนดระดับระบบ  ที่มีอย่างน้อย:

• ข้อผิดพลาดทางไฟฟ้าของตัวแก้ไขเอง

• ข้อผิดพลาดของตัวถอดรหัส (RDC)

• ความเยื้องศูนย์กลางในการติดตั้งและความคลาดเคลื่อนในการประกอบ

• ข้อผิดพลาดจากสายเคเบิล การป้องกัน และการปรับสภาพสัญญาณ

'ข้อผิดพลาดทางไฟฟ้า' คือการเบี่ยงเบนเชิงมุมโดยธรรมชาติของตัวรีโซลเวอร์ภายใต้สภาวะการถอดรหัสที่เหมาะสมที่สุด สามารถเข้าใจได้ว่าเป็น 'ความแม่นยำดิบ' ของตัวแก้ไข

การเปรียบเทียบ:

• ข้อผิดพลาดทางไฟฟ้าของตัวแก้ไขก็เหมือนกับข้อผิดพลาดในการสำเร็จการศึกษาของไม้บรรทัดนั่นเอง

• ความแม่นยำของมุมเปรียบเสมือนข้อผิดพลาดในการวัดขั้นสุดท้ายเมื่อคุณใช้ไม้บรรทัดนั้นในการวัดชิ้นงาน

• ไม้บรรทัดนั้นแม่นยำหรือไม่นั้นขึ้นอยู่กับข้อผิดพลาดทางไฟฟ้า การวัดนั้นแม่นยำหรือไม่นั้นขึ้นอยู่กับว่ามือของคุณมั่นคงแค่ไหนและคุณอ่านได้ละเอียดแค่ไหน

ดังนั้น ข้อผิดพลาดทางไฟฟ้าจึงเป็นข้อกำหนดเฉพาะหลักของรีโซลเวอร์ แต่ไม่ใช่ทั้งหมดเกี่ยวกับความถูกต้องของระบบ

ครั้งที่สอง ข้อผิดพลาดทางไฟฟ้าคืออะไร และมันมาจากไหน?

ภายใต้สภาวะการกระตุ้นในอุดมคติและสภาวะการถอดรหัสในอุดมคติ ค่าเบี่ยงเบนระหว่างมุมที่คำนวณจากสัญญาณเอาท์พุตของรีโซลเวอร์และมุมเชิงกลที่แท้จริงคือข้อผิดพลาดทางไฟฟ้า

หน่วยร่วมคืออาร์คนาที เขียนแทนด้วย ′

การแปลง:

•  1° = 60′

•  10' = 10/60° µ 0.167°

•  1' µ 0.0167°

ตัวอย่างเช่น หากแผ่นข้อมูลระบุว่า 'ข้อผิดพลาดทางไฟฟ้า ≤ ±10′' หมายความว่าที่ตำแหน่งใดๆ ค่าเบี่ยงเบนระหว่างมุมที่ถอดรหัสและมุมที่แท้จริงจะต้องไม่เกิน 10 อาร์คนาที หรือประมาณ 0.167°

สาเหตุหลักของข้อผิดพลาดทางไฟฟ้า ได้แก่:

ปัจจัยเหล่านี้รวมกันเพื่อสร้างเส้นโค้งข้อผิดพลาดทางไฟฟ้าของรีโซลเวอร์

III. จะอ่าน 'ข้อผิดพลาดทางไฟฟ้า' บนแผ่นข้อมูลได้อย่างไร

เมื่อคุณเห็น 'ข้อผิดพลาดทางไฟฟ้า ≤ ±10′' บนแผ่นข้อมูล อย่าดูที่ตัวเลขเพียงอย่างเดียว ถามคำถามสามข้อก่อน:

1. มุมกลของหน่วยหรือมุมไฟฟ้า?

นี่เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งสำหรับรีโซลเวอร์แบบหลายขั้ว

สำหรับรีโซลเวอร์แบบขั้วเดียว มุมเชิงกลจะเท่ากับมุมไฟฟ้า ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องแยกแยะ แต่สำหรับรีโซลเวอร์แบบหลายขั้ว:

มุมไฟฟ้า = มุมกล × จำนวนคู่ขั้ว

ถ้ารีโซลเวอร์แบบ 4 ขั้วระบุ 'ข้อผิดพลาดทางไฟฟ้า ≤ ±10′' และอ้างอิงถึงข้อผิดพลาดของมุมไฟฟ้า ดังนั้นข้อผิดพลาดของมุมทางกลที่เทียบเท่ากันจะมีเพียง:

10′ หาร 4 = 2.5′

ความแม่นยำทางกลนั้นสูงกว่าจริงๆ

แต่ถ้าระบุข้อผิดพลาดของมุมกลที่ ±10′ ข้อผิดพลาดของมุมไฟฟ้าที่เทียบเท่ากันจะกลายเป็น:

10′ × 4 = 40′ ′ 0.667° ทางไฟฟ้า

นี่อาจเข้าใกล้ขีดจำกัดสูงสุดสำหรับแอปพลิเคชัน FOC (การควบคุมเชิงภาคสนาม)

ดังนั้น เมื่อคุณเห็นข้อผิดพลาดทางไฟฟ้า ให้ตรวจสอบก่อนว่าเป็นข้อผิดพลาดของมุมกลหรือข้อผิดพลาดของมุมไฟฟ้า  ผู้ผลิตรีโซลเวอร์หลายรายเริ่มต้นข้อผิดพลาดโดเมนมุมทางไฟฟ้า แต่แนวทางปฏิบัติจะแตกต่างกันไป หากจำเป็น ให้ขอคำชี้แจงจากผู้ผลิตดั้งเดิม

2. เงื่อนไขการทดสอบมีอะไรบ้าง?

ข้อผิดพลาดทางไฟฟ้าไม่ได้รับการแก้ไข มันได้รับผลกระทบจากอุณหภูมิ ความเร็ว แรงดันกระตุ้น และความถี่

คำสั่งแผ่นข้อมูลทั่วไปประกอบด้วย:

·  ข้อผิดพลาดทางไฟฟ้าอุณหภูมิห้อง ≤ ±10′

·  ข้อผิดพลาดทางไฟฟ้าเต็มอุณหภูมิ ≤ ±15′

·  ข้อผิดพลาดแบบไดนามิก 0~10,000 รอบต่อนาที ≤ ±20′

ถ้าดูแค่สเปคอุณหภูมิห้องอย่างเดียวยังไม่เพียงพอ สำหรับไดรฟ์ไฟฟ้าของรถยนต์พลังงานใหม่ การใช้งานเซอร์โวที่อุณหภูมิสูง ฯลฯ คุณต้องใส่ใจกับข้อผิดพลาดทางไฟฟ้าในช่วงอุณหภูมิเต็มและช่วงความเร็วเต็ม

3. เป็นข้อผิดพลาดสูงสุด พีคถึงพีค หรือ RMS

ข้อผิดพลาดทางไฟฟ้าสามารถแสดงได้หลายวิธี:

•  ข้อผิดพลาดสัมบูรณ์สูงสุด : ค่าเบี่ยงเบนสัมบูรณ์สูงสุดระหว่างจุดที่วัดทั้งหมด

•  ข้อผิดพลาดจากยอดถึงยอด : ความแตกต่างระหว่างค่าเบี่ยงเบนบวกสูงสุดและค่าเบี่ยงเบนลบสูงสุด

•  ข้อผิดพลาด RMS : ค่า root-mean-square ซึ่งสะท้อนถึงระดับข้อผิดพลาดโดยรวม

เอกสารข้อมูลมักจะระบุ 'ข้อผิดพลาดทางไฟฟ้าสูงสุด' หรือ 'ข้อผิดพลาดทางไฟฟ้าจากจุดสูงสุดถึงจุดสูงสุด' หากเพียงแจ้งว่า 'ความแม่นยำ ±10′' โดยทั่วไปจะเข้าใจว่าเป็นข้อผิดพลาดสัมบูรณ์สูงสุด

IV. จะตีความเส้นโค้งข้อผิดพลาดได้อย่างไร?

หากคุณสามารถรับรายงานการทดสอบรีโซลเวอร์ได้ วิธีที่ดีที่สุดคือตรวจสอบเส้นโค้งข้อผิดพลาดโดยตรง

เส้นโค้งข้อผิดพลาดทางไฟฟ้าทั่วไปมีมุมเชิงกลบนแกนนอนและข้อผิดพลาดบนแกนตั้ง รูปร่างของเส้นโค้งช่วยระบุแหล่งที่มาของข้อผิดพลาด

ลักษณะข้อผิดพลาดทั่วไป:

กฎทั่วไป:

ยิ่งเส้นโค้งข้อผิดพลาดราบรื่นและสม่ำเสมอมากขึ้นเท่าใด กระบวนการผลิตรีโซลเวอร์ก็จะยิ่งมีเสถียรภาพมากขึ้นเท่านั้น อีกทั้งสามารถคาดการณ์และชดเชยข้อผิดพลาดได้
หากเส้นโค้งมีข้อผิดพลาดหรือการกระโดดขนาดใหญ่ ขั้นแรกให้ตรวจสอบสภาพแวดล้อมการทดสอบ การป้องกัน และคุณภาพของสัญญาณกระตุ้น แทนที่จะรีบตัดสินความแม่นยำของรีโซลเวอร์

ในเซอร์โวไดรฟ์หรือระบบขับเคลื่อนไฟฟ้า โซลูชันบางอย่างใช้ตารางการชดเชยข้อผิดพลาด อย่างไรก็ตาม การชดเชยกำหนดให้ข้อผิดพลาดเกิดขึ้นซ้ำได้ หากข้อผิดพลาดแตกต่างกันไปในการทดสอบแต่ละครั้ง การชดเชยจะไม่มีความหมาย

V. วิธีปฏิบัติโดยย่อสำหรับการวัดข้อผิดพลาดทางไฟฟ้า

หากคุณต้องการวัดข้อผิดพลาดทางไฟฟ้าของรีโซลเวอร์ด้วยตนเอง วิธีการพื้นฐานคือ:

1. ใช้ตัวเข้ารหัสที่มีความแม่นยำสูง ตะแกรงแสง หรือหัวกำหนดดัชนีเป็นการอ้างอิงมุม

2. ให้สัญญาณกระตุ้นมาตรฐานแก่รีโซลเวอร์

3. รับเอาต์พุตไซน์/โคไซน์ของรีโซลเวอร์ไปพร้อมๆ กัน

4. ถอดรหัสมุมผ่าน RDC หรืออัลกอริทึม

5. เปรียบเทียบกับมุมอ้างอิงและบันทึกข้อผิดพลาดมากกว่า 360°

6. คำนวณข้อผิดพลาดสูงสุด จุดสูงสุดถึงจุดสูงสุด RMS และวาดเส้นโค้งข้อผิดพลาด

ข้อควรระวังในระหว่างการทดสอบ:

• รักษาความเร็วให้ต่ำเพื่อหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดแบบไดนามิกปะปนกัน

• ใช้สายเคเบิลสั้น การรับส่วนต่าง และการป้องกัน

• ตั้งค่าความถี่และแรงดันไฟฟ้าในการกระตุ้นให้ตรงกับสภาพการทำงานจริง

• สำหรับรีโซลเวอร์แบบหลายขั้ว ให้บันทึกอย่างชัดเจนว่าผลลัพธ์เป็นมุมทางไฟฟ้าหรือทางกล

วี. จะใช้ข้อกำหนดเหล่านี้ในการเลือกได้อย่างไร?

ตัวอย่าง:

สมมติว่ามอเตอร์มี 4 ขั้วคู่ และการควบคุม FOC จำเป็นต้องมีการควบคุมข้อผิดพลาดของมุมไฟฟ้าภายใน 1° ทางไฟฟ้า

หากข้อผิดพลาดทางไฟฟ้าของรีโซลเวอร์คือ ±10′ ทางไฟฟ้า เช่น ประมาณ ±0.167° ทางไฟฟ้า ข้อผิดพลาดของตัวเครื่องจะมีขนาดเล็ก หลังจากเพิ่มตัวถอดรหัสและข้อผิดพลาดในการติดตั้งแล้ว ข้อผิดพลาดมุมไฟฟ้าโดยรวมของระบบยังคงสามารถรักษาไว้ภายใน 1° ดังนั้นจึงสามารถแก้ไขปัญหาได้

อย่างไรก็ตาม หากรีโซลเวอร์ตัวอื่นระบุข้อผิดพลาดของมุมเชิงกลที่ ±10′ ดังนั้นสำหรับมอเตอร์แบบ 4 ขั้ว ข้อผิดพลาดของมุมไฟฟ้าจะถูกขยายเป็นประมาณ ±0.667° หลังจากเพิ่มพิกัดความเผื่อในการถอดรหัสและการประกอบแล้ว ความคลาดเคลื่อนของมุมไฟฟ้าโดยรวมอาจเข้าใกล้หรือเกิน 1° ซึ่งจำเป็นต้องมีการประเมินใหม่

ดังนั้นเมื่อเลือกรีโซลเวอร์ อย่าเปรียบเทียบตัวเลขเพียงอย่างเดียว แปลงทั้งหมดเป็นมุมไฟฟ้าอย่างสม่ำเสมอ จากนั้นเพิ่มข้อผิดพลาดของระบบ

บทสรุป

ข้อผิดพลาดทางไฟฟ้าเป็นตัวบ่งชี้หลักของความแม่นยำของตัวรีโซลเวอร์ แต่ไม่ใช่ทั้งหมดสำหรับความแม่นยำของมุมของระบบ เพื่อให้เข้าใจถึงความแม่นยำของรีโซลเวอร์อย่างถูกต้อง ประเด็นสำคัญสามประการจึงมีความจำเป็น:

1. แยกแยะระหว่างข้อผิดพลาดทางไฟฟ้าและความแม่นยำของมุมระดับระบบ

2. ยืนยันว่าหน่วยเป็นมุมกลหรือไฟฟ้า

3. พิจารณาเงื่อนไขการทดสอบ เส้นโค้งข้อผิดพลาด และสภาวะการทำงานจริง

ตัวเลขจะดูดีบนกระดาษหรือไม่นั้นเป็นเรื่องหนึ่ง ไม่ว่าจะมีเสถียรภาพและแม่นยำเมื่อรวมเข้ากับระบบถือเป็นเกณฑ์สูงสุด