04 ஆற்றல் இயக்கி: 3-கட்ட MOS பிரிட்ஜ், இணைப்பின் வெளியீட்டு முறுக்குத் திறனைத் தீர்மானிக்கிறது.

படம் 5: மூன்று-கட்ட மோட்டார் கம்பிகள் MOS மின் பிரிவுடன் மையமாக இணைக்கப்பட்டுள்ளன, அதைச் சுற்றி மாதிரி மின்தடையங்கள், இயக்கிகள் மற்றும் வடிகட்டி கூறுகள் அமைக்கப்பட்டுள்ளன.

 

இந்த கூட்டு இயக்கி மூன்று-கட்ட தூரிகையற்ற மோட்டார்களுக்காக வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. மூன்று-கட்ட BLDC மோட்டார்களின் உயர்-செயல்திறன் கட்டுப்பாட்டிற்கு பொதுவாக மூன்று அரை-பாலங்கள் தேவைப்படுகின்றன, அவை குறைந்தபட்சம் ஆறு பவர் MOSFET-களுடன் ஒரு மூன்று-கட்ட இன்வெர்ட்டரை உருவாக்குகின்றன. பல பெரிய-தொகுப்பு MOS சாதனங்கள்முடியும்இந்தக் கட்டமைப்புக்கு ஏற்ப, மூன்று-கட்ட வெளியீட்டு பற்றவைப்புப் புள்ளிகளைச் சுற்றியுள்ள PCBA-வில் இதைக் காணலாம்.

 

மூன்று கட்டப் பாலத்தின் இயக்கத் தர்க்கத்தை பின்வருமாறு எளிமைப்படுத்தலாம்:

பேட்டரி அல்லது பஸ் மின்னழுத்தம் P+ மற்றும் P- வழியாகச் செலுத்தப்படுகிறது; MOS அரை-பாலங்களின் அதிவேக நிலைமாற்றம், DC மின்னழுத்தத்தை மூன்று-கட்ட மின்னோட்டமாக மாற்றுகிறது;

சுழலும் காந்தப்புலத்தை உருவாக்குவதற்காக, மூன்று கட்ட மின்னோட்டம் மோட்டார் சுருள்களுக்குள் பாய்கிறது; கட்டுப்படுத்தியானது, குறியாக்கியின் நிலை மற்றும் மின்னோட்டப் பின்னூட்டத்தின் அடிப்படையில் PWM பணிச் சுழற்சிகளைத் தொடர்ந்து சரிசெய்கிறது;

இறுதியாக, அந்த மூட்டு இலக்கு முறுக்குவிசை, வேகம் அல்லது நிலையை வெளிப்படுத்த உதவுகிறது.

இந்தப் பகுதியின் மோசமான வடிவமைப்பு, அதிகப்படியான MOS வெப்பமாதல், குறைந்த வேக நடுக்கம், கடுமையான முறுக்கு சிற்றலை, தவறான மிகைமின்னோட்டப் பாதுகாப்பு தூண்டப்படுதல், மற்றும் குறியாக்கிகள் அல்லது தகவல் தொடர்புச் சுற்றுகளைப் பாதிக்கும் EMI குறுக்கீடு போன்ற பல பொதுவான சிக்கல்களுக்கு வழிவகுக்கும். இந்தக் காரணத்தால், ரோபோ மூட்டுகளுக்கான பவர் போர்டு வடிவமைப்பு, சாதாரண சிறிய மோட்டார் டிரைவர் போர்டுகளின் வடிவமைப்பை விட மிகவும் சவாலானதாக உள்ளது.

 

படம் 6: பலகையில், TLV767 மின்னழுத்த சீராக்கியுடன், மின்தூண்டிகள், மின்தேக்கிகள் மற்றும் பல குறைந்த மின்னழுத்த மின் கூறுகள் இருப்பதைக் காணலாம்.

மின்வழங்கல் கட்டமைப்பையும் பகுப்பாய்வு செய்வது அவசியம். TLV767 போன்ற LDO ஒழுங்குபடுத்திகளும், "100" எனக் குறிக்கப்பட்ட மின்தூண்டிகளும் PCB-யில் காணப்படுகின்றன. 48V-மதிப்பீடு கொண்ட இணைப்புகளின் பயன்பாட்டுச் சூழலைக் கருத்தில் கொள்ளும்போது, ​​குறைந்த மின்னழுத்த அமைப்பானது LDO-க்கள் வழியாக மட்டுமே உயர் மின்னழுத்தத்திலிருந்து நேரடியாகக் குறைக்கப்படுவதற்கு வாய்ப்பில்லை என்று ஊகிக்கலாம். அதற்குப் பதிலாக, பின்வருவதைப் போன்ற ஒரு மின்வழங்கல் கட்டமைப்பு பின்பற்றப்படுகிறது:

உயர் மின்னழுத்த பஸ் → மாறுதல் படி இறக்க மாற்றம் → குறைந்த மின்னழுத்த ரெயில்கள் (5V / 3.3V, முதலியன) → இரண்டாம் நிலை LDO ஒழுங்குமுறை / உள்ளூர் இரைச்சல் வடிகட்டுதல்

இந்த மின் கட்டமைப்பு மிகவும் பகுத்தறிவு மிக்கது. MCU, என்கோடர், சாம்பிளிங் ஆம்ப்ளிஃபையர்கள் மற்றும் கம்யூனிகேஷன் டிரான்ஸ்ஸீவர்களுக்குத் தூய்மையான, நிலையான குறைந்த மின்னழுத்த மின்சாரம் தேவைப்படுகிறது, அதே சமயம் MOS சுவிட்சுகளும் மோட்டார் ஃபேஸ் லைன்களும் தீவிரமான இரைச்சலை உருவாக்குகின்றன. குறைந்த மின்னழுத்த மின்வழங்கியில் போதுமான குறுக்கீடு-எதிர்ப்பு செயல்திறன் இல்லையென்றால், முதலில் தோன்றும் கோளாறுகள் பொதுவாக மோட்டார் செயலிழப்புகளாக இருப்பதில்லை, மாறாக திடீர் கோண மாற்றங்கள், தகவல் தொடர்புத் துண்டிப்புகள் அல்லது மாறும் மின்னோட்ட சாம்பிளிங் அளவீடுகளாகவே இருக்கும்.

05 மின்னோட்டம் மற்றும் வெப்பநிலை உணர்தல்: ரோபோ மூட்டுகள் வெளியீட்டு முறுக்குவிசையை நிகழ் நேரத்தில் கண்காணிக்க வேண்டும்

 

படம் 7: மூன்று கட்ட மின் பிரிவின் கீழே பல R001 குறைந்த மதிப்பு உணர் மின்தடையங்கள் அமைந்துள்ளன.

இந்தப் பலகையில் உள்ள R001 கூறுகள் மிக முக்கியமானவை. இவை மோட்டாரின் கட்ட மின்னோட்டம் அல்லது பஸ் மின்னோட்டத்தை அளவிடப் பயன்படும் மில்லிஓம்-நிலை குறைந்த மதிப்பு உணர் மின்தடையங்களைக் (பொதுவாக 1 mΩ) குறிக்கின்றன. ஒரு BLDC மோட்டாரின் வெளியீட்டு முறுக்குவிசையானது அதன் கட்ட மின்னோட்டத்துடன் வலுவாகத் தொடர்புடையதாக இருப்பதால், ரோபோ மூட்டுகளுக்கான மூடிய-சுற்று கட்டுப்பாட்டின் மையமாக மின்னோட்ட உணர்தல் அமைகிறது.

வேறுவிதமாகக் கூறினால், கட்டுப்படுத்தியானது இணைப்பின் முறுக்கு வெளியீட்டைக் "கணிப்பதில்லை"; மாறாக, அது உணர் மின்தடையிகளுக்குக் குறுக்கே உள்ள மிகச்சிறிய மின்னழுத்த வீழ்ச்சியை அளவிடுவதன் மூலம் மின்னோட்டத்தைக் கணக்கிடுகிறது.

சென்ஸ் மின்தடையின் குறுக்கே மின்னழுத்த வீழ்ச்சி → பெருக்கம் மற்றும் வடிகட்டுதல் → ADC மாதிரியெடுத்தல் → மின்னோட்டக் கணக்கீடு → FOC முறுக்குக் கட்டுப்பாடு

இந்த சமிக்ஞைத் தொடரின் துல்லியம் நேரடியாகப் பாதிப்பது:

முறுக்குவிசைக் கட்டுப்பாட்டுத் துல்லியம்: மின்னோட்ட மதிப்பீடு துல்லியமற்றதாக இருந்தால், முறுக்குவிசை வெளியீடும் துல்லியமற்றதாக இருக்கும்.

குறைந்த வேக சீர்மை: அதிக மாதிரி இரைச்சல் குறைந்த வேகத்தில் நடுக்கத்தை ஏற்படுத்த முனைகிறது.

மிகை மின்னோட்டப் பாதுகாப்பு: மெதுவான செயல்பாடு MOSFET-களை எரித்துவிடக்கூடும், அதே சமயம் அதிக உணர்திறன் கொண்ட அமைப்புகள் தவறான பாதுகாப்புத் தூண்டுதல்களுக்கு வழிவகுக்கும்.

வெப்ப மேலாண்மை உத்தி: தொடர்ச்சியான உயர் மின்னோட்டமானது, மோட்டார் சுருள்கள், MOSFET-கள் மற்றும் மின்னோட்ட உணர் மின்தடையங்கள் ஆகியவற்றில் ஒரே நேரத்தில் வெப்பநிலை உயர்வுக்கு வழிவகுக்கிறது.

தளவமைப்பு கண்ணோட்டத்தில், MOSFET-கள் மற்றும் ஃபேஸ் வயரிங்கிற்கு அருகில் கரண்ட்-சென்ஸ் ரெசிஸ்டர்களை வைப்பது அதிக மின்னோட்டச் சுற்றைக் குறைக்கிறது, இது தேவையற்ற மின்தூண்டல் மற்றும் மாதிரிப் பிழைகளைக் குறைக்க உதவுகிறது. ஒவ்வொரு ஃபேஸுக்கும் அருகில் அதிக எண்ணிக்கையிலான சிறிய ரெசிஸ்டர்கள் மற்றும் மின்தேக்கிகள் அமைக்கப்பட்டுள்ளன; இவை பொதுவாக கேட் தணிப்பு, மாதிரி வடிகட்டுதல், டிரைவர் நிலைப்படுத்தல் மற்றும் உள்ளூர் பிரிப்பு ஆகியவற்றிற்காகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

வெப்பநிலையைக் கண்டறிவதும் அதே அளவு இன்றியமையாதது. MOTOR NTC என்ற குறியீடு, மோட்டாரின் உள்ளே அல்லது சுருள்களுக்கு அருகில் ஒரு தெர்மிஸ்டர் பொருத்தப்பட்டிருப்பதைக் குறிக்கிறது. மனித உருவ ரோபோவின் மூட்டுகளைப் பொறுத்தவரை, குறைந்த வேகத்தில் அதிக முறுக்குவிசையுடன் இயங்குதல், நீண்ட நேரம் ஒரே இடத்தில் நிலைநிறுத்துதல், மற்றும் எழுந்து நிற்கும்போதோ அல்லது குந்தும்போதோ ஏற்படும் தற்காலிகத் தாக்கம் ஆகிய அனைத்தும் கணிசமான வெப்பநிலை உயர்வை ஏற்படுத்துகின்றன. NTC ஆனது, வெப்பநிலை அடிப்படையிலான மூன்று முக்கிய செயல்பாடுகளைச் செய்யக் கட்டுப்பாட்டாளருக்கு உதவுகிறது:

மின்னோட்ட வரம்பு: வெப்பநிலை அதிகரிக்கும்போது அதிகபட்ச வெளியீட்டு மின்னோட்டத்தைக் குறைத்தல்; திறன் குறைப்பு: தொடர்ச்சியான அதிக சுமைகளின் கீழ் உச்சபட்ச முறுக்குவிசைக்கு வரம்பு நிர்ணயித்தல்;

பாதுகாப்பு நிறுத்தம்: வெப்பநிலை பாதுகாப்பு வரம்பைத் தாண்டியவுடன் கோளாறு நிலைக்குச் செல்லும்.

இதுவும் தொழில்முறை ரோபோ மூட்டுகள் கொண்டிருக்க வேண்டிய ஒரு அடிப்படைத் திறனாகும். வெப்பநிலை மூடிய-சுற்று கட்டுப்பாடு இல்லாமல், அதன் அதிகபட்ச முறுக்குத் திறன் அதிகமாக இருந்தாலும், அந்த மூட்டினால் நீண்ட காலத்திற்கு நம்பகத்தன்மையுடன் செயல்பட முடியாது.

06 நிலை கண்டறிதல்: இரட்டை காந்த குறியாக்கிகள் மற்றும் பற்சக்கரங்கள் ஒற்றைச் சுற்று கோணங்களை பல சுற்று நிலை அளவீடுகளாக மாற்றுகின்றன.

PCBA-ஐ அகற்றிய பிறகு, அதன் மறுபுறத்தில் சிறிய பற்சக்கர அமைப்புகளின் தொகுப்பைக் காணலாம். இவை பிரதான குறைப்புப் பற்சக்கரங்கள் அல்ல, மாறாக கோணத்தைக் கண்டறிவதற்காக வடிவமைக்கப்பட்ட துணை இயக்கமுறைகள் ஆகும்.

 

படம் 8: கட்டுப்பாட்டுப் பலகையின் பின்புறத்தில் உள்ள பற்சக்கரம் மற்றும் காந்தக் குறியாக்கிப் பகுதி.

 

படம் 9: மையத் தண்டின் சுழற்சியானது, அருகருகே உள்ள இரண்டு பினியன் பற்சக்கரங்களை ஒத்திசைவாகச் சுழலச் செய்கிறது.

கட்டமைப்பு ரீதியாக, மையத் தண்டின் சுழற்சி இரண்டு சிறிய பற்சக்கரங்களை இயக்குகிறது. ஒவ்வொரு சிறிய பற்சக்கரத்தின் மையத்திலும் ஒரு காந்தக் கூறு பொருத்தப்பட்டுள்ளது, மேலும் PCBA-வின் பின்புறத்தில் அதற்கேற்ற இடங்களில் காந்த என்கோடர் IC-கள் பொருத்தப்பட்டுள்ளன. காந்த என்கோடர்கள் காந்தப்புலங்களின் கோண மாறுபாடுகளை அளவிடுவதால், ஒளியியல் கீற்றுத் தட்டுகளின் தேவை நீக்கப்படுகிறது. அவை சிறிய அளவிலான எண்ணெய் மாசு மற்றும் தூசியைத் தாங்கக்கூடியவை, இதனால் முழுமையாக மூடப்பட்ட ரோபோ மூட்டுகளுக்கு மிகவும் பொருத்தமானவையாக அமைகின்றன.

 

படம் 10: இரட்டைப் பற்சக்கரம் மற்றும் இரட்டைக் குறியாக்கி அமைப்பானது கோணத் தெளிவுத்திறனை மேம்படுத்துவதோடு, பல-சுற்று நிலை கண்டறிதலையும் செயல்படுத்துகிறது.

இங்கு மிகவும் கவனத்தை ஈர்ப்பது "இரட்டைப் பற்சக்கரம் + இரட்டைக் காந்தக் குறியாக்கி" கட்டமைப்பு ஆகும். இதன் மதிப்பு, அதிகத் துல்லியத்திற்காக இரண்டாவது உணரியைச் சேர்ப்பதையும் தாண்டிச் செல்கிறது; இது பெரும்பாலும் ஒரு பல-சுற்று முழுமையான நிலைக் குறியாக்கத் திட்டத்தைச் செயல்படுத்தும் வகையிலேயே வடிவமைக்கப்பட்டிருக்கலாம்.

ஒற்றை காந்த குறியாக்கி 0–360° வரையிலான கோணங்களைத் துல்லியமாக அளவிடுகிறது;

ஆயினும், ஒரு மூட்டு பலமுறை சுழலக்கூடும், மேலும் ஒரு-சுற்று குறியாக்கியால் சுழற்சிகளின் எண்ணிக்கையைத் தானாகவே தீர்மானிக்க முடியாது;

இரு பற்சக்கரங்களும் வெவ்வேறு பற்களின் எண்ணிக்கையையோ அல்லது பற்சக்கர விகிதங்களையோ கொண்டிருந்தால், அவை வெர்னியர் போன்ற ஒரு தொடர்பை உருவாக்குகின்றன;

இரண்டு கோண அளவீடுகளையும் இணைப்பதன் மூலம், கட்டுப்படுத்தி மிகவும் பரந்த வரம்பில் முழுமையான நிலையைக் கணக்கிடுகிறது.

இந்த அமைப்பு மனித உருவ ரோபோக்களுக்கு பெரும் மதிப்பை வழங்குகிறது. மின்சாரம் துண்டிக்கப்பட்ட பிறகு, வெளிப்புற விசைகளால் கால்கள், கைகள் அல்லது இடுப்பு மூட்டுகள் இடப்பெயர்ச்சி அடையலாம். மீண்டும் மின்சாரம் வழங்கப்பட்டவுடன், விரிவான இருப்பிடத் திரும்பல் இயக்கங்கள் தேவைப்படும் மூட்டுகள் குறைந்த செயல்திறனை அடைந்து, பாதுகாப்பு அபாயங்களை ஏற்படுத்துகின்றன. பல-சுற்று முழுமையான நிலை உணர்தல், மின்சாரம் மீண்டும் வழங்கப்பட்டவுடன் மூட்டுகள் நிலைத் தரவுகளை உடனடியாக மீட்டெடுக்க அனுமதிக்கிறது.