Endistriyèl kontwòl mouvman kouvri yon pakèt aplikasyon, soti nan varyateur-fanatik oswa kontwòl ponp ki baze sou, nan automatisation faktori ak kontwòl plis sofistike AC kondwi, nan aplikasyon pou automatisation avanse tankou robotics ak kontwòl servo konplèks. Sistèm sa yo mande pou deteksyon ak fidbak nan anpil varyab tankou motè likidasyon aktyèl oswa vòltaj, DC otobis aktyèl oswa vòltaj, pozisyon rotor ak vitès. Seleksyon varyab yo ak presizyon mezi ki nesesè yo depann de kondisyon fen-aplikasyon an, achitekti sistèm, pri sistèm sib, oswa konpleksite sistèm lan. Gen lòt konsiderasyon, tankou karakteristik valè-ajoute tankou siveyans kondisyon. Ak motè elektrik yo rapòte konsome 40% nan elektrisite nan mond lan, règleman entènasyonal yo te ogmante konsantre sou efikasite sistèm atravè aplikasyon pou mouvman endistriyèl (gade Figi 1).
Figi 1. Ranje aplikasyon pou kondwi endistriyèl
Teknik deteksyon aktyèl ak vòltaj nan divès kalite topoloji chèn siyal kontwòl motè varye depann sou evalyasyon pouvwa motè, kondisyon pèfòmans sistèm, ak aplikasyon an fen. Nan ka sa a, aplikasyon chèn siyal kontwòl motè a varye selon seleksyon Capteur, kondisyon izolasyon aktyèl, seleksyon ADC, entegrasyon sistèm, ak sistèm pouvwa / patisyon tè. Pandan ke kondisyon izolasyon tipikman gen yon enpak siyifikatif sou topoloji sikwi final la ak achitekti, papye sa a pral konsantre sou amelyore mezi deteksyon aktyèl yo (kòm youn nan faktè sa yo enfliyanse) reyalize yon sistèm kontwòl motè pi efikas.
I ak V Mezi
Chèn siyal kontwòl motè jeneralize yo montre nan Figi 2. Kondisyone siyal pou reyalize mezi segondè -fidelite se pa yon travay fasil. Faz deteksyon aktyèl la se patikilyèman difisil paske ne sa a konekte ak menm ne sikwi ak rezilta chofè pòtay nan nwayo modil varyateur la, epi kidonk li gen menm kondisyon an tèm de izole vòltaj ak manyen transitwa chanje.
Figi 2. Jeneralize chèn siyal kontwòl motè
Detèktè aktyèl yo ki pi souvan itilize nan kontwòl motè yo se rezistans shunt, Hall Effect Sensors (HES) ak aktyèl transformateur (CT). Malgre ke rezistans shunt pa bay izolasyon ak pèt, yo se pi lineyè nan tout detèktè, yo gen pri ki pi ba a, epi yo apwopriye pou tou de AC ak DC mezi. Nivo siyal redwi ki nesesè pou limite pèt pouvwa shunt tipikman limite aplikasyon shunt a 50 A oswa mwens. CT yo ak HES yo bay izolasyon nannan, ki pèmèt yo sèvi sistèm aktyèl segondè, men yo pi koute chè akòz move presizyon inisyal oswa presizyon tanperati pòv ak rezilta nan solisyon ki mwens egzak pase sa yo ki ka reyalize ak rezistans shunt. Anplis de kalite Capteur yo, gen plizyè nœuds mezi aktyèl motè yo chwazi nan (jan yo montre nan Figi 3), ak mezi dirèk nan -faz likidasyon se chwa ideyal la pou sistèm pèfòmans ki pi wo yo.
Figi 3. Feedback aktyèl motè ki izole epi ki pa -izole
Gen anpil topoloji pou detekte aktyèl motè ak anpil faktè pou konsidere tankou pri, konsomasyon pouvwa ak nivo pèfòmans, men yon objektif kle pou pifò konsèpteur sistèm se amelyore efikasite nan objektif pri yo.
Soti nan HES nan Shunt Rezistans
Rezistans Shunt yo makonnen ak modulateur izole sigma-delta (Σ-Δ) pou bay pi bon kalite fidbak aktyèl la (nivo aktyèl ki ba ase). Gen yon tandans enpòtan pou konsèpteur sistèm yo deplase soti nan HES nan shunt rezistans, ak yon lòt tandans pou avanse pou pi izole modulateur olye ke metòd anplifikatè izole. Souvan, lè konsèpteur sistèm ranplase HES ak rezistans shunt, yo chwazi anplifikatè izolasyon epi yo kontinye sèvi ak ADC yo te itilize anvan nan konsepsyon ki baze sou HES-. nan ka sa a, pèfòmans yo pral limite pa anplifikatè izolasyon an, kèlkeswa pèfòmans analòg-a-dijital.
Ranplase anplifikatè izole a ak ADC ak yon modulatè sigma{0}}delta izole pral elimine blokaj pèfòmans lan epi amelyore anpil konsepsyon an, anjeneral, lè w chanje li soti nan 9-bit a 10-bit mas fidbak nan nivo 12-bit. Sikwi pwoteksyon analòg (OCP) ka elimine tou, menm jan filtè dijital ki nesesè pou trete rezilta modulatè sigma-delta yo kapab tou configuré pou pèmèt bouk OCP vit.
Modilatè Σ-Δ ki disponib yo ka gen yon seri opinyon diferans nan ± 250 mV, kote ± 320 mV echèl konplè yo itilize pou OCP, ideyal pou mezi shunt reziste. Antre analòg yo kontinyèlman echantiyon pa modulator analòg la, epi enfòmasyon yo antre nan yon kouran pwodiksyon dijital ak yon to done ki rive jiska 20 MHz. Enfòmasyon anvan tout koreksyon an ka rekonstwi ak filtè dijital apwopriye. Depi pèfòmans konvèsyon yo ka fè kòmès kont bandwidth oswa reta bank filtre, pi gwo, filtè pi vit ka bay OCP repons rapid sou lòd la nan 2 μs, ideyal pou pwoteksyon IGBT.
Diminye Shunt rezistans gwosè
Soti nan yon pèspektiv mezi siyal, gen kèk defi kle nan seleksyon rezistans shunt, paske gen yon echanj -ansanb ant sansiblite ak konsomasyon pouvwa. Nonlinearite akòz efè chofaj pwòp tèt ou -se yon defi tou lè w ap itilize rezistans ki pi wo. Konsèpteur yo ap fè fas ak komès-konpwomi ki vin pi plis ankò akòz lefèt ke yon gwosè shunt souvan bezwen chwazi pou sèvi anpil modèl ak motè nan diferan nivo aktyèl yo. Kenbe ranje dinamik nan fè fas a kouran pik ki ka plizyè fwa motè a rated aktyèl ak bezwen an fiable kaptire tou de se yon defi.
Fè fas ak defi sa yo, konsèpteur sistèm yo ap chèche pou sigma{0}}modilatè delta siperyè ak pi laj ranje dinamik oswa amelyore siyal-a-rapò ak bri ak distòsyon (SINAD). Jiska dat, pwodwi modulatè Σ-Δ izole yo te ofri pèfòmans garanti ak rezolisyon 16-bit ak jiska 12 bit efikas (ENOB).
Figi 4. AD7403 a se yon gwo-pèfòmans, dezyèm-lòd sigma-modulatè deltaSegondè pèfòmans izole Sigma Delta modulator
Pi wo -pèfòmans izole sigma-modilatè delta pral sipòte yon pakèt bezwen nan konsepsyon kontwòl motè endistriyèl ak amelyore efikasite pouvwa a nan kondwi motè lè yo diminye gwosè rezistans shunt. Yon egzanp endistri se modulateur AD7403 ADI a (gade Figi 4). Li se pwochen jenerasyon AD7401A a epi li ofri yon seri dinamik pi laj nan menm pousantaj revèy ekstèn nan 20 MHz. Li pèmèt pou opsyon dimensionnement shunt pi fleksib epi li pèmèt itilizasyon rezistans shunt olye pou yo HES nan pi wo nivo aktyèl yo. ENOB chip la se tipikman 14.2 Bits. Repons dinamik kapab tou amelyore lè w diminye reta mezi. Aparèy la genyen tou yon plan izolasyon ak yon vòltaj ki pi wo-nan-kontinu-operasyon (VIORM) pase predesesè li a, ki amelyore efikasite sistèm nan pi wo vòltaj otobis DC ak pi ba kouran.