04 ፓወር ድራይቭ፡ ባለ 3-ደረጃ MOS ድልድይ የመገጣጠሚያውን የውጤት ቶርኬ አቅም ይወስናል

ምስል 5፡ የሶስት-ደረጃ ሞተር ሽቦዎች ከኤምኦኤስ የኃይል ክፍል ጋር በማዕከላዊ መንገድ የተገናኙ ሲሆኑ፣ የናሙና ተቃዋሚዎች፣ ነጂዎች እና የማጣሪያ ክፍሎች በዙሪያው ተደርድረዋል።

 

ይህ የመገጣጠሚያ ነጂ ለሶስት-ደረጃ ብሩሽ አልባ ሞተሮች የተነደፈ ነው። የሶስት-ደረጃ BLDC ሞተሮች ከፍተኛ አፈጻጸም ያለው ቁጥጥር በተለምዶ ሶስት ግማሽ-ድልድዮችን ይፈልጋል፣ ይህም ቢያንስ ስድስት የኃይል MOSFETs ያለው ባለ ሶስት-ደረጃ ኢንቨርተር ይፈጥራል። በርካታ ትላልቅ ጥቅል MOS መሳሪያዎችቆርቆሮከዚህ አርክቴክቸር ጋር በሚስማማ መልኩ የሶስት-ደረጃ የውጤት ማደያ ነጥቦችን በሚሸፍነው PCBA ላይ መታየት አለበት።

 

የሶስት-ደረጃ ድልድይ የአሠራር አመክንዮ እንደሚከተለው ቀላል ሊሆን ይችላል-

የባትሪ ወይም የአውቶቡስ ቮልቴጅ በP+ እና P- በኩል ይመገባል፤ የMOS ግማሽ ድልድዮች ከፍተኛ ፍጥነት መቀያየር የዲሲ ቮልቴጅን ወደ ሶስት-ደረጃ ጅረት ይለውጣል፤

የሶስት-ደረጃ ጅረት ወደ ሞተር ጠመዝማዛዎች ይፈስሳል እና የሚሽከረከር መግነጢሳዊ መስክ ይፈጥራል፤ መቆጣጠሪያው በኮድ አቀማመጥ እና በአሁን ግብረመልስ ላይ በመመስረት የ PWM ግዴታ ዑደቶችን ያለማቋረጥ ያስተካክላል፤

በመጨረሻም መገጣጠሚያው ኢላማውን ጉልበት፣ ፍጥነት ወይም አቀማመጥ እንዲያወጣ ያስችለዋል።

የዚህ ክፍል ደካማ ዲዛይን ወደ በርካታ የተለመዱ ችግሮች ይመራል፡- ከመጠን በላይ የMOS ማሞቂያ፣ ዝቅተኛ ፍጥነት ያለው ጅረት፣ ከባድ የማሽከርከር ሞገድ፣ የውሸት ከመጠን በላይ የመብራት መከላከያ ቀስቅሴ እና የኢኤምአይ ጣልቃገብነት ኢንኮደሮችን ወይም የመገናኛ ወረዳዎችን የሚጎዳ። በዚህ ምክንያት፣ ለሮቦት መገጣጠሚያዎች የኃይል ሰሌዳ ዲዛይን ከተለመደው አነስተኛ የሞተር ነጂ ሰሌዳዎች በጣም ፈታኝ ነው።

 

ምስል 6፡ የTLV767 የቮልቴጅ ተቆጣጣሪ ከኢንዳክተሮች፣ ከካፓሲተሮች እና ከብዙ ዝቅተኛ-ቮልቴጅ የኃይል ክፍሎች ጋር በቦርዱ ላይ ይታያል።

የኃይል አቅርቦት ዛፉም መተንተን ተገቢ ነው። እንደ TLV767 እና "100" ምልክት የተደረገባቸው የኃይል ኢንዳክተሮች ያሉ የLDO ተቆጣጣሪዎች በ PCB ላይ ይታያሉ። የ48V ደረጃ የተሰጣቸው መገጣጠሚያዎች የአጠቃቀም ሁኔታ ከግምት ውስጥ በማስገባት፣ ዝቅተኛ-ቮልቴጅ ሲስተም በቀጥታ ከከፍተኛ ቮልቴጅ በLDOዎች በኩል ብቻ ሊወርድ እንደማይችል መገመት ይቻላል። በምትኩ፣ ከሚከተለው ጋር ተመሳሳይ የሆነ የኃይል አቅርቦት አርክቴክቸር ተቀባይነት አግኝቷል፡

ከፍተኛ-ቮልቴጅ አውቶቡስ → የመቀያየር ደረጃ-ወደታች ልወጣ → ዝቅተኛ-ቮልቴጅ ሀዲዶች (5V / 3.3V፣ ወዘተ) → ሁለተኛ ደረጃ የኤልዲኦ ደንብ / የአካባቢ ጫጫታ ማጣሪያ

ይህ የኃይል አርክቴክቸር የበለጠ ምክንያታዊ ነው። MCU፣ ኢንኮደር፣ የናሙና ማጉያዎች እና የመገናኛ ማስተላለፊያዎች ንጹህ፣ የተረጋጋ ዝቅተኛ ቮልቴጅ ኃይል ያስፈልጋቸዋል፣ የMOS ማብሪያና ማጥፊያዎች እና የሞተር ደረጃ መስመሮች ደግሞ ከፍተኛ ድምፅ ያመነጫሉ። ዝቅተኛ ቮልቴጅ ያለው የኃይል አቅርቦት በቂ የፀረ-ጣልቃ ገብነት አፈጻጸም ከሌለው፣ የሚፈጠሩት የመጀመሪያ ስህተቶች አብዛኛውን ጊዜ የሞተር ብልሽቶች አይደሉም፣ ነገር ግን ድንገተኛ የማዕዘን ዝላይ፣ የግንኙነት መቋረጥ ወይም የሚንሸራተቱ የአሁኑ የናሙና ንባቦች ናቸው።

05 የአሁን እና የሙቀት መጠን ዳሳሽ፡ የሮቦት መገጣጠሚያዎች የውጤት ቶርኬን በእውነተኛ ጊዜ መከታተል አለባቸው

 

ምስል 7፡ በርካታ የR001 ዝቅተኛ እሴት ያላቸው የስሜት ህዋሳት ተቃዋሚዎች ከሶስት-ደረጃ የኃይል ክፍል በታች ይገኛሉ።

የR001 ክፍሎች በዚህ ሰሌዳ ላይ ወሳኝ ናቸው፣ የሞተር ደረጃ ጅረትን ወይም የአውቶቡስ ጅረትን ለመለካት የሚያገለግሉትን ሚሊዮህም-ደረጃ ዝቅተኛ እሴት ያላቸውን የስሜት ህዋሳት ተቃዋሚዎችን (በተለምዶ 1 mΩ) ይወክላሉ። የBLDC ሞተር የውጤት ጉልበት ከደረጃ ጅረት ጋር በጥብቅ የተቆራኘ ስለሆነ የሮቦት መገጣጠሚያዎችን የዝግ-ሉፕ መቆጣጠሪያ ዋና አካል ይመሰርታል።

በሌላ አነጋገር፣ መቆጣጠሪያው የመገጣጠሚያውን የማሽከርከር ውጤት "አይገምትም"፤ በምትኩ፣ በሴንሴሽን ሬዚስተሮች ላይ ያለውን ትንሽ የቮልቴጅ ጠብታ በመለካት የአሁኑን ኃይል ያሰላል፡

በስሜት ተከላካይ ላይ የቮልቴጅ ጠብታ → ማጉላት እና ማጣሪያ → የኤዲሲ ናሙና → የአሁኑ ስሌት → የFOC የማሽከርከር መቆጣጠሪያ

የዚህ የምልክት ሰንሰለት ትክክለኛነት በቀጥታ የሚነካው፦

የቶርኬ ቁጥጥር ትክክለኛነት፡ የአሁኑ ግምት ትክክል ካልሆነ የቶርኬ ውጤቱ ትክክል አይሆንም።

ዝቅተኛ ፍጥነት ያለው ለስላሳነት፡- ከፍተኛ የናሙና ድምፅ በዝቅተኛ ፍጥነት ጫጫታ ያስከትላል።

ከመጠን በላይ የሆነ የኤሌክትሪክ ኃይል መከላከያ፡- ቀርፋፋ ምላሽ MOSFETዎችን ሊያቃጥል ይችላል፣ ከመጠን በላይ ስሜታዊ የሆኑ ቅንብሮች ደግሞ የተሳሳቱ የመከላከያ ቀስቅሴዎችን ያስከትላሉ።

የሙቀት አስተዳደር ስትራቴጂ፡- ዘላቂ የሆነ ከፍተኛ የኤሌክትሪክ ፍሰት በሞተር ጠመዝማዛዎች፣ በMOSFETዎች እና በcurrent-sense resistors ላይ በአንድ ጊዜ የሙቀት መጨመርን ያስከትላል።

ከአቀማመጥ አንፃር፣ የአሁኑን ስሜት የሚነኩ ተቃዋሚዎችን ከMOSFETs አጠገብ ማስቀመጥ እና የደረጃ ሽቦዎችን ከፍተኛውን የአሁኑን ዑደት ያሳጥረዋል፣ ይህም የፓራሳይት ኢንዳክታንስ እና የናሙና ስህተቶችን ለመቀነስ ይረዳል። በእያንዳንዱ ምዕራፍ አቅራቢያ ብዙ ቁጥር ያላቸው ትናንሽ ተቃዋሚዎች እና ካፓሲተሮች ይደረደራሉ፣ በአጠቃላይ ለበር ማጥለቅለቅ፣ ለናሙና ማጣሪያ፣ ለአሽከርካሪ ማረጋጊያ እና ለአካባቢያዊ መቆራረጥ ያገለግላሉ።

የሙቀት መጠን መለየት እኩል አስፈላጊ ነው። የMOTOR NTC መለያ በሞተሩ ውስጥ ወይም ከጠማዘዣዎቹ አጠገብ የተጫነ ቴርሚስተርን ያመለክታል። ለሰብአዊነት ሮቦት መገጣጠሚያዎች፣ ዝቅተኛ ፍጥነት ያለው ከፍተኛ የማሽከርከር አሠራር፣ ለረጅም ጊዜ የሚቆይ የማይንቀሳቀስ መያዣ እና በመቆም ወይም በመቆም ወቅት ጊዜያዊ ተጽእኖ ሁሉም ከፍተኛ የሙቀት መጨመር ያስከትላሉ። NTC መቆጣጠሪያው ሶስት ቁልፍ የሙቀት-ተኮር ተግባራትን እንዲያከናውን ያስችለዋል፡

የአሁኑ ገደብ፡ የሙቀት መጠኑ ሲጨምር ከፍተኛውን የውጤት ፍሰት ይቀንሱ፤ ዴራቲንግ፡ በጠንካራ ከባድ ጭነቶች ስር የካፒታል ጫፍ ጉልበት፤

የመከላከያ መዘጋት፡ የሙቀት መጠኑ ከደህንነት ገደቡ በላይ ሲያልፍ የስህተት ሁነታን ያስገቡ።

ይህ ደግሞ ባለሙያ የሮቦት መገጣጠሚያዎች ሊኖራቸው የሚገባ መሠረታዊ ችሎታ ነው። የሙቀት መጠን ዝግ-ሉፕ ቁጥጥር ከሌለ፣ መገጣጠሚያው ከፍተኛ የማሽከርከር ደረጃ ቢኖረውም ለረጅም ጊዜ በአስተማማኝ ሁኔታ መሥራት አይችልም።

06 የአቀማመጥ መለየት፡ ባለሁለት ማግኔቲክ ኢንኮደሮች እና ጊርስ ነጠላ-ማዞሪያ ማዕዘኖችን ወደ ባለብዙ-ማዞሪያ የአቀማመጥ ንባቦች ይቀይራሉ

PCBAን ካስወገዱ በኋላ፣ የትናንሽ ማርሽ መዋቅሮች ስብስብ በጀርባው በኩል ይታያል። እነዚህ ዋና ዋና የመቀነሻ ማርሽዎች አይደሉም፣ ነገር ግን ለማእዘን ለይቶ ለማወቅ የተነደፉ ረዳት ዘዴዎች ናቸው።

 

ምስል 8፡ የማርሽ እና የማግኔቲክ ኢንኮደር ቦታ በመቆጣጠሪያ ሰሌዳው ጀርባ ላይ

 

ምስል 9፡ የማዕከላዊው ዘንግ መሽከርከር ሁለቱን ተያያዥ የፒንዮን ጊርስ በተመሳሳይ ጊዜ እንዲሽከረከሩ ያደርጋል።

በመዋቅራዊ አሠራሩ፣ የማዕከላዊው ዘንግ መሽከርከር ሁለቱን ትናንሽ ጊርሶች ያንቀሳቅሳል። በእያንዳንዱ ትንሽ ማርሽ መሃል ላይ መግነጢሳዊ ክፍል የተገጠመ ሲሆን፣ መግነጢሳዊ ኢንኮደር ICዎች በPCBA የኋላ ጎን ላይ ባሉ ተዛማጅ ቦታዎች ላይ ተጭነዋል። መግነጢሳዊ ኢንኮደሮች የማግኔቲክ መስኮችን አንግል ልዩነቶችን ይለካሉ፣ ይህም የኦፕቲካል ግራቲንግ ዲስኮች አስፈላጊነትን ያስወግዳል። ለአነስተኛ የዘይት ብክለት እና አቧራ ታጋሽ ናቸው፣ ይህም ሙሉ በሙሉ ለተዘጉ የሮቦት መገጣጠሚያዎች የበለጠ ተስማሚ ያደርጋቸዋል።

 

ምስል 10፡ ባለሁለት ማርሽ እና ባለሁለት ኢንኮደር መዋቅር የማዕዘን ጥራትን ያሻሽላል እና ባለብዙ-ዙር አቀማመጥ መለየትን ያስችላል።

እዚህ ላይ በጣም ጎልቶ የሚታየው "ባለሁለት ማርሽ + ባለሁለት ማግኔቲክ ኢንኮደር" ውቅር ነው። ዋጋው ለከፍተኛ ትክክለኛነት ሁለተኛ ዳሳሽ ከመጨመር በላይ ነው፤ ባለብዙ-ተርን ፍፁም የቦታ ኢንኮዲንግ እቅድን ለማሳካት የተነደፈ ሊሆን ይችላል፡

አንድ ነጠላ መግነጢሳዊ ኢንኮደር ከ0–360° ውስጥ ያሉትን አንግል በትክክል ይለካል፤

ሆኖም ግን አንድ መገጣጠሚያ ብዙ አብዮቶችን ሊሽከረክር ይችላል፣ እና አንድ-ዙር ኢንኮደር የሽክርክሪቶችን ብዛት በራሱ መወሰን አይችልም፤

ሁለቱ ጊርስ የተለያዩ የጥርስ ቆጠራዎች ወይም የማርሽ ሬሾዎች ካሏቸው፣ እንደ ቨርኒየር አይነት ትስስር ይፈጥራሉ፤

ሁለቱን የማዕዘን ንባቦች በማጣመር፣ መቆጣጠሪያው ፍጹም ቦታውን በጣም ሰፊ በሆነ ክልል ያሰላል።

ይህ መዋቅር ለሰብአዊ ሮቦቶች ትልቅ ጠቀሜታ ይሰጣል። ከኃይል ማጥፋቱ በኋላ እግሮች፣ ክንዶች ወይም የወገብ መገጣጠሚያዎች በውጫዊ ኃይሎች ሊፈናቀሉ ይችላሉ። እንደገና ሲሰሩ፣ ሰፊ የቤት ውስጥ እንቅስቃሴዎችን የሚጠይቁ መገጣጠሚያዎች ዝቅተኛ ቅልጥፍና ይደርስባቸዋል እና የደህንነት አደጋዎችን ያስከትላሉ። ባለብዙ-ዙር ፍጹም የቦታ ዳሰሳ መገጣጠሚያዎች ኃይል እንደተመለሰ ወዲያውኑ የአቀማመጥ መረጃን እንዲያገኙ ያስችላቸዋል።