Մոտորական մեխանիզմի կառավարման համակարգ բարձր լարման դիսկոնեկտորների համար

Բարձր լարման անջատիչները պահանջում են արագ ռեակցիայով և բարձր ելքային մոմենտով աշխատող մեխանիզմներ: Այսօրվա մոտեցումների մեծամասնությունը հիմնված է շարժիչով աշխատող մեխանիզմների վրա՝ կիրառելով շարք պարզեցնող բաղադրիչներ, սակայն շարժիչով աշխատող մեխանիզմի կառավարման համակարգերը արդյունավետորեն բավարարում են այս պահանջները:

1. Բարձր լարման անջատիչների համար շարժիչով աշխատող մեխանիզմի կառավարման համակարգի նկատմողություն

1.1 Հիմնական հասկացություն

Շարժիչով աշխատող մեխանիզմի կառավարման համակարգը վերաբերում է համակարգին, որն օգտագործում է երկկողմանի PID կառավարման ռազմավարություն՝ կարգավորելու շարժիչի գալարման հոսանքն ու պտտման արագությունը, ինչը թույլ է տալիս կառավարել մեխանիզմի շարժումը: Դա ապահովում է, որ անջատիչի շփման մասերը հասնեն նշված արագությանը նախատեսված ճանապարհի կետերում՝ բավարարելով անջատիչի (DS) բացման և փակման արագության պահանջները:

Անջատիչները (DS) ամենատարածված տեսակի բարձր լարման անջատիչ սարքերն են: Նրանք արդյունավետորեն ստեղծում են դիէլեկտրական միջակայք էլեկտրական ցանցերում, իրականացնում են կարևոր առանձնացման գործառույթներ և կարևոր դեր են խաղում գծերի և շենքերի վերակառուցման գործում: Շարժիչով աշխատող մեխանիզմի կառավարման համակարգի հիմնական նպատակն է ավտոմատ հսկել լարումն ու հոսանքը, առանձնացնել բարձր լարման հատվածները և ապահովել անվտանգությունը բարձր լարման գոտիներում:

1.2 Ուսումնասիրության վիճակը և զարգացման ուղղությունները

(1) Ուսումնասիրության վիճակ
Բարձր լարման սարքավորումներում շարժիչով աշխատող մեխանիզմի կառավարման համակարգերը լայնորեն են կիրառվում դրանց պարզ կառուցվածքի և արագ աշխատանքի շնորհիվ՝ հեշտ կառավարմամբ: Աշխարհի հետազոտական հաստատություններն ու համալսարանները հստակ տարբերակում են շարժիչով աշխատող մեխանիզմները սեղմված գազով կամ հիդրավլիկ մեխանիզմներից՝ ընդգծելով դրանց կառուցվածքային պարզությունը, գերազանց կայունությունը, պարզ սեղմված գազի պահեստավորման մեթոդները և նախնական համակարգերի համեմատությամբ ցածր շահագործման բարդությունը:

Շահագործման ընթացքում համակարգը շարժում է սկսում հոսանք կրող կոճերի կողմից առաջացած էլեկտրամագնիսական ուժի և ներքին հոսանքի փոփոխությունների միջոցով: Բարձր լարման սարքավորումներում դրա կիրառումը դառնում է միտում, և գիտնականները նշանակալի առաջընթաց են գրանցել՝ անընդհատ կատարելագործելով շարժիչի վարման տեխնոլոգիաները և առաջարկելով նորարարական բարելավումներ:

Չնայած այս համակարգերը հաճախ կիրառվում են անջատիչներում, դրանց կիրառման վերաբերյալ հետազոտությունները անջատիչների համար սահմանափակ են: Չնայած շարժիչներն ու կառավարման բաղադրիչները մտնում են անջատիչների շարժիչով աշխատող համակարգերի կազմի մեջ, այսօր հասանելի չէ ուղղակի վարման համակարգ, որտեղ շարժիչն անմիջապես կազդի շփման մասերի բացման/փակման վրա՝ ինչը նշանակալի սահմանափակումներ է ստեղծում շահագործման ընթացքում:

(2) Զարգացման վիճակ
Միջազգային մակարդակով անջատիչների արտադրողները հիմնականում մրցում են մեխանիկական կառուցվածքների բարելավման և նոր նյութերի ու տեխնոլոգիաների ինտեգրման միջոցով՝ կարողանալով զգալիորեն բարելավել կառավարման համակարգի կատարողականությունը:

Չինաստանում էլեկտրաէներգետիկայի անընդհատ առաջընթացի հետ մեկտեղ արտադրողների թիվը զգալիորեն աճել է, և առաջացել են բազմաթիվ խոշոր կառավարման համակարգերի ընկերություններ: Ներքին բարձր լարման անջատիչների համակարգերը զարգանում են դեպի ավելի բարձր լարման դաս, ավելի մեծ հզորություն, բարձրացված կայունություն, պահպանումից

Լիցքավորման/լիցքը կորցնելու վերահսկման շղթայի նախագծման ժամանակ BLDCM համակարգը կոնդենսատորներով փոխարինում է սովորական էներգիայի պահեստավորման միջոցները: Կոնդենսատորային բանկը լիցքավորվում է, ապա առանձնացվում է արտաքին սնուցման աղբյուրից՝ ապահովելով անվտանգություն և արդյունավետություն:

3. Շարժիչով աշխատող մեխանիզմի վերահսկման համակարգի նախագծման բարելավումներ

3.1 Բացման/փակման առանձնացված վարումը վերահսկող շղթա

Այս շղթան վերահսկում է եռաֆազ պտույտների հոսանքները՝ կառավարելով հզորության անջատիչ սարքերը և իրականացնելով անջատիչի ճանապարհի համար արդյունավետ ռազմավարություններ: Դա նվազեցնում է անցումային վերալիցքավորումը և անջատման կորուստները՝ ապահովելով բաղադրիչների անվտանգ և կայուն աշխատանք:

Երբ անջատիչը անջատված է, կոնդենսատորը լիցքավորման ընթացքում դիոդի միջոցով կլանում է անջատման հոսանքը: Միացման դեպքում լիցքը կորցնում է ռեզիստորի միջոցով: Պետք է օգտագործվեն արագ վերականգնման դիոդներ, որոնց անվանական հոսանքը գերազանցում է հիմնական շղթայի անվանական հոսանքը: Որպեսզի նվազեցվի պարազիտային ինդուկտիվությունը, խորհուրդ է տրվում օգտագործել բարձր հաճախականությամբ և բարձր կատարողականությամբ շունտային կոնդենսատորներ:

3.2 Շարժիչի դիրքի հայտնաբերման շղթա

Այս նախագիծը ճշգրիտ որոշում է ռոտորի մագնիսային բևեռների դիրքերը՝ հնարավոր դարձնելով ստատորի պտույտների ճշգրիտ կոմուտացիոն վերահսկումը: Երեք Հոլի սենսորներ ամրացված են Հոլի սկավառակին, իսկ շրջանաձև մշտական մագնիսը նմանակում է շարժիչի մագնիսային դաշտը՝ բարելավելով դիրքի ճշգրտությունը: Քանի որ մագնիսը պտտվում է, Հոլի սենսորների ելքերը տարբերվում են ակնհայտ կերպով, ինչը թույլ է տալիս ճշգրիտ էլեկտրոնային ռոտորի դիրքավորում:

3.3 Արագության հայտնաբերման շղթա

Ռոտորի արագությունը չափելու համար օգտագործվում է օպտիկական պտտվող էնկոդեր՝ կազմված ինֆրակարմիր LED-ֆոտոտրանզիստոր օպտոկապարներից և ճեղքերով փակող սկավառակից: Օպտոկապարները հավասարաչափ բաշխված են շրջանաձև դասավորվածությամբ: Փակող սկավառակը, որը տեղադրված է LED-ների և ֆոտոտրանզիստորների միջև, պարունակում է պատուհաններ, որոնք ձևավորում են լույսի անցումը՝ պտտվելիս: Ստացված իմպուլսային ելքային սիգնալը թույլ է տալիս հաշվարկել ռոտորի արագացումն ու արագությունը:

3.4 Հոսանքի հայտնաբերման շղթա

Փորձական շունտային ռեզիստորի վրա հիմնված հայտնաբերումը տառապում է ջերմային շեղումից և ցածր ճշգրտությունից: Ավելին, հզորության և վերահսկման շղթաների միջև անբավարար էլեկտրական առանձնացումը վտանգ է ներկայացնում բարձր լարման անցումային երևույթների համար՝ վտանգելով զգայուն էլեկտրոնիկան:

Դա հաղթահարելու համար բարելավված նախագիծը օգտագործում է էլեկտրականորեն առանձնացված Հոլի էֆեկտով հոսանքի սենսոր: Գործարկման ընթացքում հայտնաբերվում է շարժիչի պտույտների փոփոխական հոսանքը, իսկ գումարող համարժեքը մշակում է սենսորի ելքը: Նախատեսված մասշտաբավորումից հետո ստացվում է անվտանգ, առանձնացված հոսանքի սիգնալ:

3.5 Կոնդենսատորի լիցքավորման/լիցքը կորցնելու վերահսկման շղթա

BLDCM համակարգը կոնդենսատորների վրա հիմնված լուծումներով փոխարինում է սովորական էներգիայի պահեստավորման միջոցները՝ զգալիորեն բարելավելով արդյունավետությունը և պարզեցնելով լիցքավորման/լիցքը կորցնելու վերահսկումը: Թվային սիգնալի պրոցեսորը շարունակականորեն վերահսկում է կոնդենսատորի լարումը և լիցքավորումը դադարեցնում է միայն այն դեպքում, երբ հասնում է շահագործման շեմին: Այս նախագիծը գերազանցում է էներգակառավարման և սիգնալի ձեռքբերման գործում՝ հնարավոր դարձնելով ճշգրիտ շղթայի վերահսկում:

4. Եզրակացություն

Բարձր լարման անջատիչների համար շարժիչով աշխատող մեխանիզմի վերահսկման համակարգը ներկայացնում է ռազմավարական պատասխան աճող էներգիայի պահանջներին և նվիրվածություն ժամանակակից կյանքի ստանդարտների պաշտպանությանը: Տարածված ավանդական անջատիչների երկարատև սահմանափակումները արդյունավետ լուծելով՝ այս համակարգը կարևոր դեր է խաղում էլեկտրական ենթակառուցվածքների հուսալիու