মোটর কন্ট্রোল অ্যালগরিদম: ছয়-পদক্ষেপ, FOC, এবং সেন্সরহীন পদ্ধতি ব্যাখ্যা করা হয়েছে

একটি স্পেসিফিকেশন শীট আপনাকে বলতে পারে যে একটি মোটর কন্ট্রোলার 48 V এবং 60 A পরিচালনা করে, কিন্তু এটি আপনাকে বলবে না যে মোটর হাঁটার গতিতে কেমন শব্দ করে, আপনার রোবট চ্যাসিস কতটা টর্ক রিপেল অনুভব করবে, বা মোটরটি এখনও খাড়া পাহাড়ে টানতে পারে কিনা। এই আচরণগুলি ফার্মওয়্যারে এমবেড করা মোটর নিয়ন্ত্রণ অ্যালগরিদম দ্বারা নির্ধারিত হয়। তিনটি পরিবার ব্রাশলেস ডিসি (বিএলডিসি) এবং স্থায়ী চুম্বক সিঙ্ক্রোনাস মোটর (পিএমএসএম) নিয়ন্ত্রণে আধিপত্য করে: ছয়-পদক্ষেপ কম্যুটেশন, ফিল্ড-ওরিয়েন্টেড কন্ট্রোল (এফওসি), এবং সেন্সরহীন পর্যবেক্ষক পদ্ধতি। বেশিরভাগ নতুন যানবাহন এবং অটোমেশন প্রোগ্রামের জন্য, একটি সেন্সরবিহীন পর্যবেক্ষক সহ FOC ব্যবহারিক ডিফল্ট, যখন ছয়-পদক্ষেপ সাধারণ লোডের জন্য একটি কম খরচের পছন্দ হিসাবে রয়ে গেছে। নীচের বিভাগগুলি ব্যাখ্যা করে যে এই অ্যালগরিদমগুলি কীভাবে আলাদা হয় এবং আপনি যখন একটি নিয়ামক নির্বাচন করেন তখন সেই পার্থক্যটির অর্থ কী।

মোটর কন্ট্রোল অ্যালগরিদম আসলে কি করে

প্রতিটি মোটর নিয়ন্ত্রণ অ্যালগরিদম একই মৌলিক লুপ চালায়। এটি রটারের অবস্থান পড়ে বা অনুমান করে, নির্দেশিত টর্ক বা গতির সাথে পরিমাপ করা ফেজ স্রোতের তুলনা করে, সেই ত্রুটি বন্ধ করে এমন ভোল্টেজ ভেক্টর গণনা করে এবং পাওয়ার স্টেজ রক্ষা করার সময় ইনভার্টারে প্রয়োগ করে। অ্যালগরিদমটি র‌্যাম্প রেট, বর্তমান সীমা, পুনর্জন্মগত ব্রেকিং এবং ত্রুটি সনাক্তকরণও পরিচালনা করে।

অ্যালগরিদমের পছন্দ টর্কের মসৃণতা, শাব্দিক শব্দ, দক্ষতা এবং গতিশীল প্রতিক্রিয়ার জন্য সিলিং সেট করে। একটি শক্তিশালী মাইক্রোকন্ট্রোলার একটি দুর্বল কাঠামোগত নিয়ন্ত্রণ লুপ ঠিক করতে পারে না, এবং একটি সাধারণ অ্যালগরিদম অন্যথায় একটি ভাল নিয়ামককে একটি চাহিদাপূর্ণ গাড়ির প্রয়োগে অশোধিত বোধ করতে পারে।

আজ ব্যবহৃত প্রধান অ্যালগরিদম পরিবার

ছয়-পদক্ষেপ (ট্র্যাপিজয়েডাল) কম্যুটেশন

ছয়-পদক্ষেপ কম্যুটেশন একটি সময়ে তিনটি মোটর পর্যায়গুলির মধ্যে দুটিকে শক্তি দেয় এবং ছয়টি সুইচিং অবস্থার মধ্য দিয়ে যায়। এটি বাস্তবায়ন করা সহজ, অল্প প্রসেসর সময় ব্যবহার করে এবং হল সেন্সরগুলির সাথে স্বাভাবিকভাবে কাজ করে। অসুবিধা হল প্রতিটি কম্যুটেশন পয়েন্টে টর্ক রিপল এবং কম গতিতে শ্রবণযোগ্য শব্দ। ছয়-পদক্ষেপ এখনও পাম্প, ফ্যান এবং কম খরচে ট্র্যাকশন ড্রাইভের জন্য একটি যুক্তিসঙ্গত পছন্দ যেখানে মসৃণতা মূল্যের চেয়ে কম গুরুত্বপূর্ণ।

ক্ষেত্র-ভিত্তিক নিয়ন্ত্রণ

ক্ষেত্র-ভিত্তিক নিয়ন্ত্রণ স্টেটর কারেন্টকে দুটি স্বাধীন উপাদান হিসাবে বিবেচনা করে: একটি যা টর্ক তৈরি করে এবং একটি চৌম্বক ক্ষেত্র নিয়ন্ত্রণ করে। ক্লার্ক এবং পার্ক ট্রান্সফর্মেশনের পরে, দুটি পিআই কন্ট্রোলার এই উপাদানগুলিকে নিয়ন্ত্রণ করে, এবং স্পেস ভেক্টর মড্যুলেশন ফলাফলটিকে তিন-ফেজ ভোল্টেজে রূপান্তরিত করে। FOC স্থির থাকা সহ গতি পরিসীমা জুড়ে কাছাকাছি-স্থির টর্ক, কম শব্দ এবং উচ্চ দক্ষতা প্রদান করে।

FOC ছয়-পদক্ষেপের চেয়ে বেশি গণনার প্রয়োজন, কিন্তু আধুনিক মাইক্রোকন্ট্রোলারের সাথে এটি আর কোনো বাধা নয়। এটি বৈদ্যুতিক মোটরসাইকেল, রোবট ড্রাইভ, মেরিন আউটবোর্ড এবং বেশিরভাগ অ্যাপ্লিকেশনের জন্য ডিফল্ট যা অনুমানযোগ্য টর্কের প্রয়োজন।

সেন্সরহীন পর্যবেক্ষক

সেন্সরবিহীন অ্যালগরিদম একটি পৃথক অবস্থান সেন্সর থেকে না হয়ে পরিমাপ করা ভোল্টেজ এবং স্রোত থেকে রটার অবস্থান অনুমান করে। ব্যাক-ইএমএফ সেন্সিং হল সবচেয়ে সহজ পন্থা এবং কয়েকশো আরপিএম এর উপরে ভাল কাজ করে। একটি স্লাইডিং মোড পর্যবেক্ষক পরামিতি ত্রুটি এবং পরিমাপ গোলমালের বিরুদ্ধে দৃঢ়তা যোগ করে। একটি বর্ধিত কালমান ফিল্টার ঝামেলার অধীনে সঠিক অনুমান প্রদান করে কিন্তু সতর্কতার সাথে টিউনিং প্রয়োজন। উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি ইনজেকশন মোটরের চৌম্বকীয় স্যালেন্সিকে উত্তেজিত করে এবং শূন্য এবং খুব কম গতিতে অবস্থানের তথ্য দেয়।

ব্যবহারিক ট্রেড-অফ হল খরচ, কম গতির ক্ষমতা, এবং ঝামেলা প্রত্যাখ্যানের মধ্যে। হল সেন্সর এবং এনকোডার ওয়্যারিং অপসারণ খরচ হ্রাস করে এবং নির্ভরযোগ্যতা উন্নত করে, কিন্তু শুধুমাত্র যদি ডিউটি ​​চক্র অনুমানকারীকে তার কাজ করতে দেয়।

স্কেলার V/Hz নিয়ন্ত্রণ

স্কেলার কন্ট্রোল ভোল্টেজ এবং ফ্রিকোয়েন্সির মধ্যে একটি নির্দিষ্ট অনুপাত ধারণ করে এবং বেশিরভাগ এসি ইন্ডাকশন মোটরগুলির সাথে ব্যবহৃত হয়। এটি সহজ এবং কোন অবস্থান প্রতিক্রিয়ার প্রয়োজন নেই, কিন্তু এর টর্ক প্রতিক্রিয়া দুর্বল। এটি কমপ্যাক্ট যানবাহন ড্রাইভট্রেনে কম দেখা যায় কারণ সেই সিস্টেমগুলি BLDC বা PMSM মোটর ব্যবহার করে, যেখানে FOC বা ছয়-ধাপে আরও ভাল ফলাফল পাওয়া যায়।

অ্যাপ্লিকেশন দ্বারা অ্যালগরিদম তুলনা

বিভিন্ন ডিউটি চক্র বিভিন্ন অ্যালগরিদমের পক্ষে। একটি বৈদ্যুতিক মোটরসাইকেল তার বেশিরভাগ সময় কয়েকশ rpm এর উপরে ব্যয় করে, তাই ব্যাক-EMF অনুমান সহ সেন্সরবিহীন FOC ক্রুজিং পারফরম্যান্সে আঘাত না করে খরচ কমিয়ে দেয়; হিল স্টার্টস এবং কম-গতির কৌশল ডিজাইনারদের হল সেন্সরগুলির দিকে পিছনে ঠেলে দেয়। একটি রোবট চ্যাসিস অবশ্যই সূক্ষ্মতার সাথে এগিয়ে যেতে হবে এবং বিপরীত হতে হবে, যা একটি অবস্থান সেন্সর বা উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি ইনজেকশনের দাবি করে। যখন প্ল্যাটফর্ম একটি ডেলিভারি রোবট বা একটি মোবাইল ম্যানিপুলেশন বেস, ক দ্রুত-প্রতিক্রিয়া brushless ডিসি মোটর কন্ট্রোলার একটি ড্রাইভ যা ল্যাজি অনুভব করে এবং অবিলম্বে কমান্ড ট্র্যাক করে তার মধ্যে পার্থক্য হতে পারে।

R5 দ্রুত প্রতিক্রিয়া ব্রাশলেস ডিসি মোটর কন্ট্রোলার সরবরাহকারী, কারখানা - সাংহাই এপিটি APT হল R5 ফাস্ট রেসপন্স ব্রাশলেস ডিসি মোটর কন্ট্রোলার সরবরাহকারী এবং পাইকারি R5 ফাস্ট রেসপন্স ব্রাশলেস ডিসি মোটর কন্ট্রোলার ফ্যাক্টরি সি... পণ্য দেখুন →

একটি সামুদ্রিক আউটবোর্ড ঘন্টার জন্য স্থির গতিতে চলে, তাই ক্ষণস্থায়ী প্রতিক্রিয়ার চেয়ে দক্ষতা এবং তাপীয় স্থিতিশীলতা গুরুত্বপূর্ণ। একটি ATV বা UTV রুক্ষ ভূখণ্ডে হঠাৎ লোড পরিবর্তন দেখে, যা একটি শক্তিশালী পর্যবেক্ষক এবং উদার বর্তমান হেডরুমের পক্ষে। নীচের সারণীটি সাধারণ ট্রেড-অফগুলিকে সংক্ষিপ্ত করে।

সারণিটিকে একটি প্রারম্ভিক বিন্দু হিসাবে বিবেচনা করুন, রায় নয়। একটি সু-প্রকৌশলী নিয়ন্ত্রক এই ফাঁকগুলির অনেকগুলি সঙ্কুচিত করতে পারে কারণ এর বর্তমান লুপ এবং পর্যবেক্ষক একসাথে সুর করা হয়েছে। এই কারণেই প্রকৃত যানবাহনের শুল্ক চক্রের সাথে নিয়ন্ত্রক বিক্রেতার অভিজ্ঞতা ডেটাশিটে অ্যালগরিদমের নামের মতোই গুরুত্বপূর্ণ।

কীভাবে অ্যালগরিদম পছন্দ কন্ট্রোলার নির্বাচনকে প্রভাবিত করে

কারণ অ্যালগরিদম এমবেডেড সফ্টওয়্যারে থাকে, হার্ডওয়্যার এবং ফার্মওয়্যার একসাথে ডিজাইন করা আবশ্যক। MOSFET সমান্তরাল নির্ধারণ করে যে কতটা সমানভাবে বর্তমান পর্যায়গুলির মধ্যে বিভক্ত হয়। কারেন্ট সেন্সিং নির্ভুলতা FOC বর্তমান লুপের জন্য মেঝে সেট করে। গেট ড্রাইভ শক্তি সুইচিং ক্ষতি এবং ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক হস্তক্ষেপ প্রভাবিত করে। কন্ট্রোলার কতক্ষণ পিক টর্ক ধরে রাখতে পারে তা থার্মাল ডিজাইন নির্ধারণ করে। ভাল সিলিকন কিন্তু খারাপভাবে টিউন করা ফার্মওয়্যার সহ একটি নিয়ামক টর্ক লহর এবং শব্দ দেখাবে; চমৎকার ফার্মওয়্যার সহ একটি নিয়ামক কিন্তু দুর্বল কারেন্ট সেন্সিং ট্রিপ বা কমবে। এই কারণেই এখন এত ইঞ্জিনিয়ারিং মনোযোগ যায় আধুনিক মোটর নিয়ন্ত্রণে সফ্টওয়্যারের ভূমিকা .

একই যুক্তি মোটর নিজেই প্রযোজ্য. স্টেটর রেজিস্ট্যান্স, ফেজ ইনডাক্টেন্স এবং ব্যাক-ইএমএফ ধ্রুবক সংজ্ঞায়িত করে যে কন্ট্রোলার কী করতে পারে এবং কী করতে পারে না। 60 A এর জন্য রেট করা একটি কন্ট্রোলার একটি খারাপভাবে মিলে যাওয়া মোটরকে দক্ষতার সাথে চালাতে পারবে না এবং আক্রমণাত্মক FOC টিউনিং কম তাপ ভরের একটি মোটরকে অতিরিক্ত গরম করতে পারে। একটি বৈধ মোটর-কন্ট্রোলার জোড়ার অনুরোধ ক্রয় প্রক্রিয়ার অংশ, কোন চিন্তাভাবনা নয়।

হার্ডওয়্যার দিকে, টি-সিরিজ হাই-পারফরম্যান্স মোটর কন্ট্রোলার ই-মোটরসাইকেল, ই-এটিভি এবং ই-আউটবোর্ডের জন্য একটি পাওয়ার স্টেজের সাথে ওয়াইড-ভোল্টেজ FOC ফার্মওয়্যার যুক্ত করুন। এগুলি এমন একটি নকশার উদাহরণ যেখানে নিয়ন্ত্রণ অ্যালগরিদম এবং বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল একই বাড়িতে তৈরি করা হয়েছিল, তাই ফার্মওয়্যার হার্ডওয়্যারের সীমা জানে৷

টি সিরিজ উচ্চ কর্মক্ষমতা মোটর কন্ট্রোলার সরবরাহকারী, কারখানা APT - T300 T400 T500 T720 T1000 T1400 T1800 স্থায়ী চুম্বক সিঙ্ক্রোনাস মোটর কন্ট্রোলার ফ্যাক্টরি, T সিরিজ উচ্চ কর্মক্ষমতা মোটর নিয়ন্ত্রণ... পণ্য দেখুন →

মোটর কন্ট্রোলারের জন্য ব্যবহারিক মূল্যায়নের মানদণ্ড

যখন আপনি কন্ট্রোলার তুলনা করেন, পিক বর্তমান সংখ্যার পিছনে তাকান। নিম্নলিখিত পয়েন্টগুলি কাগজে কাজ করে এমন একটি নিয়ামককে আলাদা করে যা রাস্তায় কাজ করে।

• ফার্মওয়্যার আসলে কোন অ্যালগরিদম চালায় তা নিশ্চিত করুন। কিছু কম খরচের কন্ট্রোলার FOC এর বিজ্ঞাপন দেয় কিন্তু গণনার সীমা লুকানোর জন্য উচ্চ গতিতে ছয়-পদক্ষেপে স্যুইচ করে।
• FOC বাস্তবায়ন সেন্সরহীন, হল-ভিত্তিক, বা পরিবর্তনযোগ্য কিনা তা পরীক্ষা করুন। সেন্সরলেস ওয়্যারিং হ্রাস করে তবে উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি ইনজেকশন ছাড়াই খুব কম গতিতে লড়াই করতে পারে।
• বর্তমান লুপ টিউন করা হয় কিভাবে জিজ্ঞাসা করুন. বিভিন্ন ফেজ ইন্ডাকট্যান্স সহ মোটরগুলির জন্য বিভিন্ন লাভের প্রয়োজন হয় এবং স্বয়ংক্রিয় টিউনিং আনার সময় ঘন্টা বাঁচায়।
• ওভারলোড আচরণ পর্যালোচনা করুন, বর্তমান সীমাবদ্ধতা, থার্মাল ডিরেটিং, এবং ত্রুটি পুনরুদ্ধার সহ। এই বিবরণগুলি সিদ্ধান্ত নেয় যে গাড়িটি নিরাপদে থামবে নাকি আরোহীকে আটকে দেবে।
• শাব্দিক শব্দ বিবেচনা করুন। যদি পণ্যটি একটি বৈদ্যুতিক মোটরসাইকেল বা একটি ডেলিভারি রোবট হয় যা মানুষের কাছাকাছি কাজ করে, গোলমাল একটি বিক্রয় বিন্দু। দ অতি-শান্ত ব্রাশবিহীন ডিসি মোটর কন্ট্রোলার A6 অতি-শান্ত ব্রাশলেস ডিসি মোটর কন্ট্রোলার সরবরাহকারী, কারখানা - সাংহাই এপিটি পি APT হল A6 আল্ট্রা-শান্ত ব্রাশলেস ডিসি মোটর কন্ট্রোলার সরবরাহকারী এবং পাইকারি A6 আল্ট্রা-শান্ত ব্রাশলেস ডিসি মোটর কন্ট্রোলার ফ্যাক্টরি চীনে... পণ্য দেখুন → সাইনোসয়েডাল-ভিত্তিক ডিজাইনের একটি বাস্তব উদাহরণ যা কম্যুটেশন শব্দ কম রাখে।

মোটর নিয়ন্ত্রণ অ্যালগরিদম শুধুমাত্র একটি ব্লক ডায়াগ্রাম থেকে নির্বাচন করা উচিত নয়। শুল্ক চক্র, গতি পরিসীমা, শব্দ বাজেট, এবং আপনার গাড়ির কম গতির প্রয়োজনীয়তাগুলি প্রথমে সেট করুন, তারপর সেই লক্ষ্যগুলির সাথে কন্ট্রোলারের তুলনা করুন৷ ছয়-পদক্ষেপ একজন পাখার জন্য পুরোপুরি পর্যাপ্ত, বেশিরভাগ ট্র্যাকশন অ্যাপ্লিকেশনের জন্য FOC হল সঠিক সূচনা বিন্দু, এবং সেন্সরবিহীন পর্যবেক্ষক হল একটি খরচ-সঞ্চয়কারী টুল যখন গতির পরিসীমা অনুমতি দেয়। সেরা নিয়ামক হল সেই যার অ্যালগরিদম, পাওয়ার স্টেজ এবং অ্যাপ্লিকেশন সমর্থন আপনার পণ্যের আসল অপারেটিং প্রোফাইলের সাথে মেলে৷