برش لیس ڈی سی (بی ایل ڈی سی) موٹرز صنعتی مینوفیکچرنگ پلانٹ کا لازمی جزو ہیں اور سروو ، ایکٹیویشن ، پوزیشننگ اور متغیر اسپیڈ ایپلی کیشنز میں استعمال ہوتے ہیں۔ ان ایپلی کیشنز میں ، عین مطابق تحریک کنٹرول اور مستحکم آپریشن اہم ہے۔ چونکہ BLDCs موٹر ٹارک پیدا کرنے کے لئے متحرک مقناطیسی فیلڈ کے اصول پر کام کرتے ہیں ، لہذا صنعتی BLDC سسٹم کو ڈیزائن کرتے وقت مرکزی کنٹرول چیلنج موٹر کے ٹارک اور رفتار کی درست طریقے سے پیمائش کرنا ہے۔
بی ایل ڈی سی موٹر کے ٹارک پر قبضہ کرنے کے ل the ، تین میں سے دو مرحلے کے دھاروں میں سے دو کو بیک وقت ایک ملٹی چینل ہم وقت سازی کے نمونے لینے والے ینالاگ - سے - ڈیجیٹل کنورٹر (ADC) کا استعمال کرتے ہوئے ناپا جانے کی ضرورت ہے۔ مناسب الگورتھم والا مائکروکونٹرولر تیسرا فوری مرحلے کے موجودہ کا حساب لگاتا ہے۔ یہ عمل موٹر کی حالت کا ایک درست اور فوری ریکارڈ فراہم کرتا ہے ، جو ایک مضبوط اور انتہائی درست موٹر ٹارک کنٹرول سسٹم کی ترقی میں ایک اہم اقدام ہے۔
اس مقالے میں ٹارک کے درست کنٹرول کے حصول سے وابستہ امور پر مختصر طور پر تبادلہ خیال کیا جائے گا ، جس میں لاگت - مطلوبہ شینٹ ریزسٹر کو سمجھنے کا موثر طریقہ بھی شامل ہے۔ اس کے بعد یہ ینالاگ ڈیوائسز 'AD8479 صحت سے متعلق امتیازی یمپلیفائر اور AD7380 ڈوئل {4- چینل کا نمونہ - قریب قریب - قریب {{} 7}} رجسٹر ADC (SAR - ADC) کو حاصل کرنے کے لئے استعمال کیا جاسکتا ہے۔
BLDC موٹر اصول آپریشن کا
بی ایل ڈی سی موٹرز کاؤنٹر الیکٹرووموٹو فورس (ای ایم ایف) ویوفارم کے ساتھ مستقل مقناطیس ہم وقت ساز موٹریں ہیں۔ مشاہدہ شدہ ٹرمینل کاؤنٹر الیکٹروومیٹو فورس مستقل نہیں ہے۔ یہ روٹر ٹارک اور رفتار کے ساتھ مختلف ہوتا ہے۔ اگرچہ ڈی سی وولٹیج کا ذریعہ براہ راست BLDC موٹر چلا نہیں سکتا ، لیکن BLDC کے آپریشن کا بنیادی اصول DC موٹر کی طرح ہے۔
ایک BLDC موٹر مستقل میگنےٹ والے روٹر اور انڈکشن سمیٹ کے ساتھ ایک اسٹیٹر پر مشتمل ہے۔ یہ موٹر بنیادی طور پر ایک پلٹ جانے والی ڈی سی موٹر ہے جس میں برش اور کمیٹیٹر کو ختم کردیا جاتا ہے اور اس کے بعد سمیٹ کو براہ راست کنٹرول الیکٹرانکس سے منسلک کیا جاتا ہے۔ کنٹرول الیکٹرانکس کمیٹیٹر کے فنکشن کو سنبھالتا ہے اور مطلوبہ تحریک کو حاصل کرنے کے لئے صحیح ترتیب میں سمیٹ کو تقویت بخشتا ہے۔ تقویت یافتہ سمیٹ اسٹیٹر کے ارد گرد ہم آہنگی ، متوازن نمونہ میں گھومتی ہے۔ جب روٹر اسٹیٹر کے ساتھ منسلک ہوتا ہے تو متحرک اسٹیٹر ونڈنگ روٹر میگنےٹ کی رہنمائی اور سوئچ کی رہنمائی کرتی ہے۔
بی ایل ڈی سی موٹر سسٹم میں تین - فیز سینسر لیس بی ایل ڈی سی موٹر ڈرائیور کی ضرورت ہوتی ہے جو موٹر کے تین ونڈنگ (شکل 1) میں موجودہ پیدا کرتا ہے۔ سرکٹ میں ڈیجیٹل پاور فیکٹر اصلاح (پی ایف سی) مرحلے کے ذریعہ تقویت یافتہ ہے جس میں تین - فیز سینسر لیس ڈرائیور کو مستحکم بجلی فراہم کرنے کے لئے Inrush کنٹرول ہے۔
چترا 1: موٹر کنٹرول سسٹم میں بجلی کی فراہمی کو مستحکم کرنے کے لئے ایک پی ایف سی ، بی ایل ڈی سی موٹر ونڈنگس کے لئے تین - فیز سینسر لیس ڈرائیور ، شینٹ ریزسٹرس اور موجودہ- سینس ایمپلیفائرز ، ایک ہم آہنگی یمپلیفائر اے ڈی سی ، اور ایک مائکروکونٹرولر شامل ہیں۔
تین جوش و خروش دھارے بلڈ سی موٹر کو چلاتے ہیں ، جن میں سے ہر ایک سمیٹنے میں ایک مختلف مرحلے کو جوش و خروش میں ڈالتا ہے ، یہ مراحل 360 ڈگری کے کل ہیں۔ مختلف مرحلے کی اقدار اہم ہیں: چونکہ تینوں شاخوں کی کل جوش و خروش 360 ڈگری پر برقرار ہے ، لہذا وہ 360 ڈگری کو برقرار رکھنے کے لئے یکساں طور پر آفسیٹ ہوتے ہیں ، جیسے . 90 ڈگری + 150 ڈگری + 120 ڈگری۔
اگرچہ نظام کے تینوں ونڈینگ میں دھاروں کو کسی بھی وقت معلوم ہونا ضروری ہے ، لیکن متوازن نظام میں ایسا کرنے کے لئے صرف تین میں سے دو میں دھاروں کی پیمائش کرنا اور مائکروکونٹرولر کا استعمال کرتے ہوئے تیسری سمیٹ کا حساب لگانا ضروری ہے۔ ان دو سمیٹوں کا بیک وقت ایک شینٹ ریزسٹر اور موجودہ پتہ لگانے والے یمپلیفائر کا استعمال کرتے ہوئے پتہ لگایا جاسکتا ہے۔
مائکروکنٹرولر کو ڈیجیٹل پیمائش بھیجنے کے لئے سگنل کے راستے کے اختتام پر ایک دو - چینل ہم وقت سازی ADC کی ضرورت ہے۔ ہر جوش و خروش کے طول و عرض ، مرحلے اور وقت کا وقت موٹر ٹارک اور عین مطابق کنٹرول کے لئے درکار رفتار سے متعلق معلومات فراہم کرتا ہے۔
پی سی بورڈ کے تانبے کے مزاحموں کے ساتھ موجودہ سینسنگ
اگرچہ اس عین مطابق پیمائش اور اعداد و شمار کے حصول کے ڈیزائن میں بہت زیادہ تشویش لاحق ہے ، لیکن یہ عمل سامنے کے آخر میں شروع ہوتا ہے جس سے بی ایل ڈی سی موٹر ونڈینگ کے مرحلے کے سگنل کو سمجھنے کے لئے ایک موثر ، کم- لاگت کا طریقہ تیار کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔ اس چھوٹے ریزسٹر (شکل 2) میں وولٹیج ڈراپ کا پتہ لگانے کے لئے ایک چھوٹی سی قیمت ان لائن پی سی بورڈ ریزسٹر (RSHUNT) رکھ کر اور موجودہ - سینس یمپلیفائر کا استعمال کرکے اسے پورا کیا جاسکتا ہے۔ فرض کریں کہ ریزٹر کی قیمت کافی کم ہے ، وولٹیج ڈراپ بھی کم ہے اور پیمائش کی حکمت عملی موٹر سرکٹری پر کم سے کم اثر ڈالتی ہے۔
چترا 2: ایک موٹر فیز سینسنگ سسٹم ایک موجودہ شینٹ ریزسٹر (Rshunt) استعمال کرتا ہے جس میں ایک اعلی - صحت سے متعلق یمپلیفائر (جیسے ، ینالاگ ڈیوائسز 'AD8479) اور ایک اعلی - ریزولوشن ADC (AD7380) فوری موٹر مرحلے کی پیمائش کرنے کے لئے استعمال ہوتا ہے۔
چترا 2 میں ، موجودہ - سینس یمپلیفائر فوری iphase x rshunt وولٹیج ڈراپ کو اپنی گرفت میں لے جاتا ہے۔ SAR - ADC پھر اس سگنل کو ڈیجیٹائز کرتا ہے۔ شینٹ ریزسٹر سلیکشن ویلیو میں Rshunt ، vshunt ، ishunt اور یمپلیفائر ان پٹ غلطی کے مابین تعامل شامل ہے۔
Rshunt میں اضافے کے نتیجے میں Vshunt میں اضافہ ہوگا۔ اچھی خبر یہ ہے کہ اس سے یمپلیفائر کے وولٹیج آفسیٹ (VOS) کی غلطی اور ان پٹ آفسیٹ موجودہ (IOS) غلطی کی اہمیت کو کم کیا جائے گا۔ تاہم ، ایک بڑے Rshunt کے ishunt x rshunt بجلی کا نقصان نظام کی بجلی کی کارکردگی کو کم کرتا ہے۔ اسی طرح ، Rshunt بجلی کی درجہ بندی سسٹم کی وشوسنییتا کو متاثر کرسکتی ہے کیونکہ ایشونٹ x Rshunt بجلی کی کھپت ایک خود - حرارتی حالت پیدا کرتی ہے ، جو برائے نام Rshunt مزاحمت کو تبدیل کرنے کا سبب بن سکتی ہے۔
rshunt کے لئے ، خصوصی - مقصد کے خلاف مزاحموں کو کئی سپلائرز سے حاصل کیا جاسکتا ہے۔ تاہم ، محتاط ترتیب کی تکنیک (شکل 3) کا استعمال کرتے ہوئے RSHUNT کے لئے پی سی بورڈ پرنٹ شدہ تار ریزسٹر مینوفیکچرنگ کے لئے لاگت کا متبادل کم - ہے۔
چترا 3: پیچیدہ پی سی بورڈ کی ترتیب تکنیک مناسب RSHUNT اقدار پیدا کرنے کا ایک لاگت - موثر طریقہ فراہم کرتی ہے۔
پی سی بورڈ کا حساب لگانا RSHUNT کے لئے پرنٹ شدہ تار مزاحمت
صنعتی ایپلی کیشنز میں ہونے والے انتہائی درجہ حرارت کی وجہ سے ، یہ ضروری ہے کہ سرکٹ بورڈ شینٹ ریزسٹرس کے ڈیزائن میں درجہ حرارت کے عوامل پر غور کریں۔ چترا 3 میں ، تانبے کے پی سی بورڈ پر طباعت شدہ تار شینٹ ریزسٹر کا درجہ حرارت کے گتانک (20) تقریبا {+0.39 ٪/ ڈگری 20 ڈگری پر ہے (یہ گتانک درجہ حرارت کے ساتھ مختلف ہوتا ہے)۔ لمبائی (ایل) ، موٹائی (ٹی) ، چوڑائی (ڈبلیو) ، اور مزاحمتی (آرن) پی سی بورڈ پرنٹ شدہ تار مزاحمت کا تعین کریں۔
اگر پی سی بورڈ میں تانبے (کیو) کا 1 اونس (آانس) ہے تو ، موٹائی (ٹی) فی ہزار 1.37 انچ کے برابر ہے ، اور مزاحمیت (ر) فی انچ 0.6787 مائکروہمز (µW) کے برابر ہے۔ پی سی بورڈ پرنٹ شدہ تار کے علاقے کو چھپی ہوئی تار بکس () ، یا ایل/ڈبلیو ایریا میں ماپا جاتا ہے۔ مثال کے طور پر ، 0.25 انچ کی چوڑائی کے ساتھ 2 انچ (in.) پرنٹ لائن 8 ڈھانچے کے مساوی ہے۔
مذکورہ بالا متغیرات کا استعمال کرتے ہوئے ، کمرے کے درجہ حرارت پر پی سی بورڈ پر 1 اونس تانبے کے لئے طباعت شدہ تار مزاحمت R کا حساب لگائیں (مساوات 1):
فارمولا 1
جہاں T=مزاحم کا درجہ حرارت۔
مثال کے طور پر ، 1 اونس تانبے کے پی سی بورڈ پر فی بلڈ سی موٹر برانچ ، 1 انچ کی ایک RSENSE لمبائی (L) ، اور 50 ملی (0.05 انچ) کی ایک چھپی ہوئی تار کی چوڑائی ، مساوات 2 اور 3 کی ایک چھپی ہوئی تار کی چوڑائی ، 20 ڈگری پر RSHUNT کا حساب لگانے کے لئے استعمال کی جاسکتی ہے۔
فارمولا 2
فارمولا 3
مساوات 4 کا استعمال کرتے ہوئے 1 A کے ایک شینٹ کرنٹ پر اس ریزسٹر کی بجلی کی کھپت کا حساب لگائیں:
فارمولا 4
ہم وقت ساز نمونے لینے والے ADC تبادلوں
شکل 2 میں ADC مرحلے کے چکر کے ایک نقطہ پر وولٹیج کو ڈیجیٹل نمائندگی میں تبدیل کرتا ہے۔ اہم نکتہ یہ ہے کہ اس پیمائش میں تینوں سمیٹ کے ہم آہنگی والے مرحلے کے وولٹیجز کو شامل کرنا چاہئے۔ یہ ایک متوازن نظام ہے ، لہذا جیسا کہ پہلے ذکر کیا گیا ہے ، تینوں میں سے صرف دو سمیٹ کو ناپنے کی ضرورت ہے۔ ایک بیرونی مائکرو کنٹرولر تیسری سمیٹ کے مرحلے وولٹیج کا حساب لگائے گا۔
اس موٹر کنٹرول سسٹم کے لئے ADC AD7380 دوہری - چینل ہم وقت ساز نمونے لینے والے SAR - ADC (شکل 4) ہے۔
چترا 4: ایک تیز ، کم - شور ، دوہری - چینل ہم وقت سازی کے نمونے لینے والے SAR - ADC (جیسے ، AD7380) دو موٹر ونڈنگ کی فوری حالت کو اپنی لپیٹ میں لے لیتا ہے۔
چترا 4 میں ، AD8479 ایک صحت سے متعلق تفریق یمپلیفائر ہے جس میں ایک بہت بڑے ان پٹ عام - وولٹیج رینج (± 600 وولٹ) کے ساتھ تین - مرحلے سے وسیع موٹر موجودہ ڈرائیو آفسیٹس کا مقابلہ کرنے کے لئے ، سینسر لیس ڈرائیوز کی ضرورت ہوتی ہے۔
AD8479 کی کلیدی خصوصیات میں کم معاوضہ وولٹیج ، کم معاوضہ وولٹیج کا بہاؤ ، کم فائدہ ، کم عام - موڈ مسترد ہونے والے بڑھے ہوئے ، اور بہترین عام- وضع تناسب (سی ایم آر آر) کو تیز رفتار موٹر کی مختلف حالتوں کو ایڈجسٹ کرنے کے لئے شامل ہیں۔ اعلی - اسپیڈ ، کم - پاور ، دوہری -} چینل ، ہم وقت ساز - نمونے لینے والے SAR - ADCs ، بالترتیب 4 میٹر کے نمونے فی سیکنڈ تک۔ تفریق ینالاگ ان پٹ عام موڈ ان پٹ وولٹیج کی ایک وسیع رینج کو قبول کرتے ہیں اور ان میں بلٹ میں 2.5 وولٹ بفرڈ ریفرنس (ریف) وولٹیج کا ذریعہ ہوتا ہے۔
عین مطابق ٹارک اور اسپیڈ کنٹرول کے ل the ، دوہری - چینل ہم وقت سازی کے نمونے لینے والے SAR - ADC فن تعمیر - - پرواز پر موجودہ -} سینس یمپلیفائر کی پیداوار کو اپنی گرفت میں لے لیتا ہے۔ اس مقصد کے ل the ، AD7380/AD7381 میں ہم آہنگی والی گھڑیوں کے ساتھ دو ایک جیسی ADCs شامل ہیں ، اور ہر ایک میں ایک گنجائش ان پٹ مرحلہ ہوتا ہے جس میں ایک گنجائش چارج دوبارہ تقسیم کرنے والے نیٹ ورک (شکل 5) ہوتا ہے۔
چترا 5: AD7380 کے دو چینلز میں سے ایک کے لئے ADC تبادلوں کا مرحلہ دکھاتا ہے۔ جب SW3 کھلا ہوتا ہے اور SW1 اور SW2 بند ہوتا ہے تو سگنل کے حصول کا آغاز ہوتا ہے۔ اس مقام پر ، CS میں وولٹیج AINX+ اور AINX - کے ساتھ مختلف ہوتی ہے ، جس کی وجہ سے موازنہ کرنے والے ان پٹ غیر متوازن ہوجاتے ہیں۔
چترا 5 میں ، VREF اور گراؤنڈ نمونہ کیپسیٹر CS میں ابتدائی وولٹیج ہیں۔ اگر SW3 کھولا جاتا ہے اور SW1 اور SW2 بند ہوجاتا ہے تو ، سگنل کے حصول کا آغاز کیا جاتا ہے۔ جب SW1 اور SW2 بند ہوجاتے ہیں تو ، نمونہ کیپسیسیٹر CS میں وولٹیج AINX+ اور AINX - میں وولٹیج کے ساتھ مختلف ہوتی ہے ، جس کی وجہ سے تقابلی ان پٹ بیلنس کھو جاتے ہیں۔ اس کے بعد SW1 اور SW2 کھولے جاتے ہیں اور CS کے اس پار وولٹیج پر قبضہ کرلیا جاتا ہے۔
CS وولٹیج کی گرفتاری کے عمل میں ایک ڈیجیٹل - سے - ینالاگ کنورٹر (DAC) شامل ہوتا ہے ، جو موازنہ کار کو دوبارہ توازن میں لانے کے لئے CS سے ایک مقررہ رقم کو شامل اور گھٹا دیتا ہے۔ اس مقام پر ، تبادلوں مکمل ہے ، SW1 اور SW2 کھولنے اور SW3 کو بند کرنے کے لئے بقایا چارج کو ختم کرنے اور اگلے نمونے لینے کے چکر کی تیاری کے لئے۔
ڈی اے سی کے تبادلوں کے دوران ، کنٹرول منطق ADC آؤٹ پٹ کوڈ تیار کرتی ہے اور سیریل انٹرفیس کے ذریعہ ڈیوائس کے ڈیٹا تک رسائی حاصل کرتی ہے۔
خلاصہ
BLDC موٹر ٹارک اور رفتار کی درست طریقے سے پیمائش کرنے کے لئے ، درست ، کم - لاگت سے متعلق مزاحموں کی ضرورت ہے۔ جیسا کہ اوپر ذکر کیا گیا ہے ، اس ریزسٹر کی قیمت پی سی بورڈ پرنٹ شدہ تاروں کا استعمال کرتے ہوئے مؤثر طریقے سے نافذ کی جاسکتی ہے۔
اس آلے کو AD8479 موجودہ - سینس ایمپلیفائر اور AD7380 ہم آہنگی - نمونے لینے والے SAR - ADC کے امتزاج میں شامل کرنے سے ، ڈیزائنر ایک مضبوط ، اعلی- precience Conception for recents}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}.