בקרה סגורה של מנועים

במערכת סגורה, הפלט של המערכת מוזן חזרה לכניסה, מאפשר למערכת לשלוט במנוע החשמלי ולהתאים את פעולתו. מעגלי משוב במנוע חשמלי מותקנים כדי לעמוד בדרישות הקריטיות הבאות:

• שיפור מומנט ומהירות: כדי להגביר את ביצועי המומנט והמהירות של המערכת.

• שיפור דיוק מצב יציב: כדי לשפר את הדיוק של המערכת במהלך פעולת מצב יציב.

• הגנה: כדי להגן על רכיבי המנוע החשמלי מפני נזק אפשרי.

הרכיבים העיקריים של מערכת סגורה כוללים את השליטה, הממיר, מגבל הזרם, חיישן זרם, ועוד. הממיר משחק תפקיד קריטי בהמרת כוח בתדירות משתנה לתדירות קבועה ולהיפך. מגבל הזרם, לעומת זאת, פועל למנוע מהזרם לעבור ערך מקסימלי מוגדר מראש. למטה, נחקור את סוגי התצורות הסגורות השונות.

בקרה מגבלת זרם

מתכנית הבקרה הזו מיועדת לשמור על הזרמים בממיר ובמנוע בתוך טווח בטיחותי במהלך פעולות ארעיים. המערכת כוללת מעגל משוב זרם מובנה עם מעגל לוגי סף.

מעגל הלוגיקה משמש כמדכא, מגן על המערכת מזרם יתר. במקרה שפעולות ארעיות גורמות לזרם לעלות מעל הערך המקסימלי המוגדר מראש, מתעורר מעגל המשוב. הוא מפעיל פעולה תקנית במהירות, מאלץ את הזרם לרדת מתחת לסף המקסימלי. כאשר הזרם חוזר לרמה הנורמלית, מעגל המשוב מכבה וממשיך במצב המתנה.

בקרה סגורה של מומנט

מערכות בקרה סגורות של מומנט נמצאות בשימוש נרחב ברכבי סוללה, יישומים רכביים ורכבות חשמליות. המומנט הפנימי T^* נקבע לפי מיקום מדפסת הגז. בשליטה המעגלית עובדת יחד עם המנוע כדי להבטיח שהפלט הממשי של המומנט עוקב קרוב לערך הפנימי T^*. על ידי تعدיל לחץ על מדפסת הגז, המפעיל יכול לשלוט במהירות מערכת ההנעה, שכן הפלט של המומנט משפיע ישירות על האצת והמהירות של הרכב או הרכבת.

בקרה סגורה של מהירות

תרשים הבלוק של מערכת הבקרה הסגורה של המהירות מתואר בתמונה שלהלן. המערכת מציגה מבנה שליטה מקוננת, עם מעגל שליטה פנימי מוטמע בתוך מעגל מהירות חיצוני. התפקיד העיקרי של מעגל השליטה הפנימי הוא לרגל את הזרם והמומנט של המנוע, להבטיח שהם נשארים בגבולות פעולה בטיחתיים.

בקרה סגורה של מהירות

נניח שיש מהירות פנימית ωm∗ שמגדירה שגיאת מהירות חיובית Δω*m. שגיאת המהירות מטופלת על ידי שליטה מהירות ואז מוזנת למגבל זרם. חשוב לציין שמגבל הזרם יכול להתמלא אפילו בסטייה קטנה במהירות. מגבל הזרם קובע אז את הזרם למעגל הבקרה הפנימי. לאחר מכן, מערכת ההנעה מתחילת תאוצה. כשהמהירות של מערכת ההנעה מתאימה למהירות המבוקשת, מומנט המנוע שווה למומנט העמסה. שיווי המשקל הזה גורם למהירות הפנימית לקטון, מה שנותן שגיאת מהירות שלילית.

כאשר מגבל הזרם מגיע לספיגה, מערכת ההנעה נכנסת למצב בלימה ומתחילה להאט. לעומת זאת, כאשר מגבל הזרם מתפוגג, מערכת ההנעה עוברת חלק מהמצב של בלימה בחזרה למצב נהיגה.

בקרה סגורה של מהירות של מערכות הנעה מרובות מנועים

במערכות הנעה מרובות מנועים, העומס הכולל מתחלק בין מנועים מרובים. כל חלק של המערכת מצויד במנוע משלו, שמחולל בעיקר את העומס הספציפי לזה החלק. אם כי דירוגי המנועים משתנים בהתאם לעומס שהם משרתים, כל המנועים פועלים באותה מהירות. כאשר דרישות המומנט של כל מנוע נפגשות על ידי מנגנון הנהיגה שלו, הציר הנוהג צריך לשאת רק מומנט איזון קטן יחסית, המאפשר פעולה מתואמת של מערכת המנועים מרובים.

במכלית, עקב מדרגים שונים של שחיקה, הגלגלים אינם מסתובבים במהירות אחידה. כתוצאה מכך, מהירות הנעת המכלית משתנה בהתאם. בנוסף להחזקה במהירות קבועה, חשוב מאוד להבטיח שהמומנט מתחלק באופן אחיד בין המנועים הרבים. אם לא מתקבל שיווי משקל זה, ייתכן שמנוע אחד יהיה מוגבר בעוד אחר יהיה פחות מנוצל. אי-איזון זה בסופו של דבר מוביל למצב שבו המומנט המירבי של המכלית כולה נמוך משמעותית מהסכום של דירוגי המומנט של המנועים האינדיבידואליים.