Siarad am yr egwyddor o yrru modur DC gyda gwrthdroydd ffynhonnell Z
Mae'r gwrthdröydd Z-Source (ZSI) yn drawsnewid DC-AC sy'n perfformio swyddogaethau bw a hwb mewn un cam. Mantais unigryw o ZSI yw ei gyflwr trwy'r wladwriaeth, lle gellir troi dau switsh yr un bont ar yr un pryd. Nid oes angen amser marw, mae gormod o allbwn yn cael ei leihau'n fawr, a gellir darparu allbwn uwch heb ddefnyddio hidlydd LC. Mae ZSI yn goresgyn cyfyngiadau cysyniadol a damcaniaethol systemau traddodiadol a gall roi hwb i'r foltedd mewnbwn DC heb ddefnyddio trawsnewidyddion hwb DC / DC neu drawsnewidyddion cam-drin. Yn y papur hwn, cynigir gyrrwr ZSI â thechnoleg modiwleiddio lled pwls ar hap (RPWM) ar gyfer yr modur BLDC synhwyrol, sy'n anelu at wella perfformiad system gyrru modur BLDC.
Mae ZSI yn goresgyn rhwystrau a chyfyngiadau cysyniadol a damcaniaethol systemau traddodiadol a gall hefyd roi hwb i'r foltedd mewnbwn DC heb gymorth trosyddydd hwb DC-DC neu drawsnewidydd cam-fyny.
Defnyddir moduron DC brushless magnet (Parhaol) magnetig mewn amrywiaeth o geisiadau oherwydd eu cymhareb effeithlonrwydd uwch, mwy o gymhareb pŵer i bwysau, a chostau cynnal a chadw is. Mae modur BLDC yr heddlu electromotig trapezoidal (EMF) yn gofyn am wybodaeth safle rotor i archebu'r gyriant gyrru. Fel rheol, cynhyrchir y wybodaeth amodol hon gan dri synwyryddion effaith y Neuadd a osodir ar ddiwedd y modur nad yw'n gyrru'r modur. Fodd bynnag, nid yw'r synwyryddion tymheredd-sensitif hyn yn cynyddu cost y modur yn unig, ond mae angen gosodiadau mecanyddol arbennig arnynt hefyd.
Nod y papur hwn yw archwilio sut i wella perfformiad systemau gyrru modur BLDC. I'r perwyl hwn, cynigir cynllun gyrru ZSI, sy'n defnyddio techneg modiwleiddio llygad lled pwls ar hap (RPWM) i yrru modur BLDC synhwyrol. Mae'r system arfaethedig yn defnyddio synhwyro grym electromotig yn ôl (BEMF) yn ôl amcangyfrif y swydd, ac mae'r gyriant ZSI yn gallu darparu ystod ehangach o folteddau hwb. Ar gyfer gyriant modur ZSI-BLDC, mae'r papur hwn yn cynnig techneg modiwleiddio hwb dwbl syml hwb syml ar hap dwbl (DTRSBPWM), a all gyflawni ar hap mewn dwy ffordd gyda phedair cludwr cychwynnol.
Mae dau o'r cludwyr yn tonnau trionglog amlder sefydlog arferol a gwrthdro, ac mae'r trydydd a'r pedwerydd cludwyr yn tonnau trionglog sy'n cael eu trosi amlder a geir gan y generadur amlder anhrefnus a'i gwrthdröydd. Mae dull dosbarthu pŵer harmonig DTRSBPWM yn well na'r dull Hwb syml PWM (SBPWM). Perfformiwyd astudiaethau efelychu'r system gyrru ar feddalwedd MATLAB ac fe'u dilyswyd gan ddefnyddio'r ddyfais SPARTAN-6 Field Programmable Gate Array (FPGA) (XC6SLX45). Bydd yr erthygl hon yn canolbwyntio ar gyfartaledd yr ymosodiad harmonig (THD) y foltedd llinell allbwn, defnyddio bws DC, a ffactor ehangu harmonig (HSF).
Sut mae ZSI yn gweithio
Mae'r gwrthdröydd ffynhonnell Z yn drawsnewid DC-AC a all berfformio swyddogaethau bw a hwb fel un cam. Mae ZSI yn goresgyn rhwystrau a chyfyngiadau cysyniadol a damcaniaethol systemau traddodiadol a gall hefyd roi hwb i'r foltedd mewnbwn DC heb gymorth trosyddydd hwb DC-DC neu drawsnewidydd cam-fyny. Gellir rhannu'r egwyddor weithio o ZSI yn bedair dull. Y dull cyntaf yw'r modd cyflwr gweithgar traddodiadol, lle mae'r bont gwrthdro yn gweithredu fel ffynhonnell gyfredol ar gyfer y ddolen DC. Yr ail ddull yw'r dull cyflwr trwy'r wladwriaeth, lle mae'r bont gwrthdro yn gweithredu mewn un o ddau vectorau sero confensiynol, gan fynd trwy ddyfeisiau uchaf ac isaf yr gwrthdröydd. Y trydydd modd yw'r dull di-drwyddi, lle mae'r inductor yn cynorthwyo i leihau cytgordau'r llinell gyfredol. Y bedwaredd ddull yw'r cyflwr sero traddodiadol, hy mae'r bont gwrthdro yn gweithredu yn un o'r sero yn datgan.
Hwb syml PWM
Y dull newid mwyaf cyffredin a ddefnyddir gan ZSI yw'r Hwb syml PWM. Mae hon yn ffordd hawdd, dim ond dwy linell syth i reoli'r wladwriaeth trwy'r wladwriaeth. Pan fydd y tonffurf trionglog yn uwch na'r amlen uchaf VP neu'n is na'r amlen isaf VN, mae'r cylched yn gweithredu mewn cyflwr trwodd. Mewn achosion eraill, mae'n gweithio fel PWM cludwr traddodiadol. Yn ystod hwb syml PWM, mae'r straen foltedd a gynhyrchir gan y ddyfais gyfan yn uchel.
Rheoli synhwyrol modur BLDC sy'n cael ei bwydo gan ZSI
Dangosir rheolaeth synhwyrol ZSI yn Ffigur 1. Mae'r modur BLDC yn cael ei reoli'n synhwyrol trwy amcangyfrif yr eiliad croesi sero o'r EMF gefn (o'r foltedd terfynol) a'r cyfnewid cywir yn syth a'i fwydo i'r cylched ZSI. Mae rheolaeth gyflym y modur yn cael ei synhwyro gan reolaeth fewnol gyfrannol (PIC) ac o'i gymharu â chyflymder cyfeirio'r camau rheoli.
