المغناطيس الدائم متزامن المحركات (بمسمز) يتم اعتمادها على نطاق واسع في الصناعات الحديثة بسبب كفاءتها العالية وكثافة الطاقة والحجم الصغير والموثوقية. ومع ذلك, اختيار استراتيجية التحكم الأمثل&[مدش]; القائم على أجهزة الاستشعار (مع ردود الفعل موقف) أو استشعار (تقدير موقف)&[مدش]; يؤثر بشكل حاسم أداء المحرك, كلفة, الموثوقية, ونطاق التطبيق.
الهدف الأساسي هو التحكم الدقيق في السرعة / عزم الدوران ، مما يتطلب الكشف الدقيق عن موضع الدوار:
التحكم القائم على الاستشعار:
يستخدم أجهزة استشعار الموضع المادي (على سبيل المثال ، أجهزة التشفير والمحللات وأجهزة استشعار القاعة) لقياس موضع الدوار المباشر ، مما يتيح التحكم في الحلقة المغلقة.
تحكم بدون استشعار:
ويقدر موقف الدوار / سرعة حسابيا عن طريق أساليب مثل العودة إمف المراقبة ، مراس ، انزلاق وضع المراقب (سمو) ، أو عالية التردد حقن إشارة.
المزايا:
- دقة عالية: يضمن القياس المباشر دقة فائقة ، خاصة عند السرعات المنخفضة.
- استجابة ديناميكية سريعة: ردود الفعل في الوقت الحقيقي تمكن التكيف السريع الحمل.
- سهولة التنفيذ: خوارزميات أبسط ، والتكليف أقصر.
المتانة: أقل عرضة للاضطرابات الخارجية.
العيوب:
- تكلفة أعلى: تضيف المستشعرات نفقات الأجهزة والتركيب.
- انخفاض الموثوقية: أجهزة الاستشعار الميكانيكية عرضة للفشل تحت الاهتزاز أو درجة الحرارة أو التلوث.
- بصمة أكبر: يزيد تكامل المستشعر من حجم المحرك.
- تعقيد الصيانة: يمكن أن يكون استبدال المستشعر كثيف العمالة.
- الحساسية البيئية: ضعف الأداء في الظروف القاسية (الغبار والرطوبة والزيت).
المزايا:
- فعالة من حيث التكلفة: يزيل أجهزة الاستشعار.
- موثوقية أعلى: عدد أقل من نقاط الفشل الميكانيكي.
- تصميم مضغوط: لا متطلبات مساحة الاستشعار.
- صيانة منخفضة: انخفاض التآكل الميكانيكي.
- المرونة البيئية: مناسبة للظروف القاسية (درجة حرارة عالية ، غبار).
العيوب:
- دقة أقل: يتخلف الموضع المقدر عند السرعات المنخفضة/الأحمال العالية.
ديناميات أبطأ: تقدير الكمون يؤثر على الاستجابة.
- خوارزمية التعقيد: يتطلب ضوابط التكيف المتقدمة (على سبيل المثال ، إكف ، سمو).
- حساسية المعلمة: يعتمد الأداء على معلمات المحرك الدقيقة (الحث ، التدفق).
تحديات السرعة المنخفضة: ضعف المجالات الكهرومغناطيسية الخلفية يتطلب تقنيات مثل حقن التردد العالي لبدء التشغيل.
الاختيار بين الاثنين يعتمد على:
احتياجات التطبيق:
& ثور; القائم على أجهزة الاستشعار: المهام عالية الدقة (على سبيل المثال., محركات سيرفو، الروبوتات).
والثور ؛ الاستشعار: بيئات حساسة من حيث التكلفة أو قاسية (على سبيل المثال ، مضخات ، التكييف).
تصنيف الطاقة:
الثور; المحركات الصغيرة تفضل بدون مستشعر للتكلفة ؛ قد تبرر المحركات الكبيرة أجهزة الاستشعار للدقة.
بيئة التشغيل:
& ثور; الظروف القاسية(غبار, رطوبة) صالح استشعار.
متطلبات الأداء:
& ثور; سرعة ضيقة/مراقبة عزم الدوران مطالب أجهزة الاستشعار.
تكاليف الميزانية ودورة الحياة:
& ثور; استشعار يقلل مقدما وتكاليف الصيانة.
الجدول الزمني للتنمية:
& ثور; يوفر القائم على أجهزة الاستشعار نشر أسرع.
أمثلة الصناعة:
الآلات الدقيقة / الروبوتات: القائم على الاستشعار (دقة عالية).
توربينات الرياح / الضواغط: بدون مستشعر (الموثوقية/التكلفة).
المركبات الكهربائية: النهج الهجين (أجهزة الاستشعار لنماذج متميزة).
الأجهزة المنزلية: بدون مستشعر (تحسين التكلفة).
التطورات الأخيرة في التحكم بدون استشعار:
المراقبون المتقدمون: إكف ، المراقبون التكيفيون يحسنون متانة التقدير.
& ديامز; تحديد المعلمة على الانترنت: لصناعة السيارات في ضبط لظروف التشغيل متفاوتة.
الاستشعار الانصهار: يجمع بين خوارزميات الاستشعار مع ردود الفعل المساعدة.
المنصات الرقمية: عالية الأداء دسبس/فبغاس تمكين خوارزميات معقدة.
تعمل هذه الابتكارات على توسيع قابلية التطبيق بدون استشعار مع سد فجوات الأداء.
ويتوقف الاختيار على تحليل مفاضلة بين الدقة والتكلفة والاحتياجات البيئية. في حين أن التحكم القائم على المستشعر لا يزال لا غنى عنه للتطبيقات عالية الأداء ، فإن التكنولوجيا غير المستشعرة تكتسب أرضية مع خوارزميات محسنة وفوائد التكلفة. يجب على المهندسين تقييم حالات استخدام محددة لتحقيق التوازن الأمثل.
مع نضوج التقنيات غير الحساسة ، سينمو اعتمادها مدفوعا بالطلب الصناعي 4.0 على أنظمة محركات أكثر ذكاء ومرونة.
