พูดถึงหลักการขับมอเตอร์กระแสตรงด้วย Z source inverter
Z-Source Inverter (ZSI) เป็นตัวแปลง DC-AC ที่ทำหน้าที่เจ้าชู้และเพิ่มฟังก์ชั่นในขั้นตอนเดียว ข้อได้เปรียบที่ไม่เหมือนใครของ ZSI คือสถานะผ่านซึ่งทั้งสองสวิตช์ของบริดจ์เดียวกันสามารถเปิดใช้งานได้ทันที ไม่ต้องเสียเวลาแก้ไขความผิดเพี้ยนของเอาต์พุตลดลงอย่างมากและสามารถให้เอาต์พุตที่สูงกว่าได้โดยไม่ต้องใช้ฟิลเตอร์ LC ZSI เอาชนะข้อ จำกัด ด้านแนวคิดและทฤษฎีของระบบดั้งเดิมและสามารถเพิ่มแรงดันไฟฟ้าอินพุต DC ได้โดยไม่ต้องใช้ตัวแปลงเพิ่มแรงดัน DC / DC หรือหม้อแปลงเพิ่มระดับ ในบทความนี้มีการเสนอไดรเวอร์ ZSI พร้อมด้วยเทคโนโลยีการปรับความกว้างพัลส์แบบสุ่ม (RPWM) ที่ชาญฉลาดสำหรับมอเตอร์ BLDC ที่ไม่มีเซ็นเซอร์ซึ่งมีจุดประสงค์เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของระบบขับเคลื่อนมอเตอร์ BLDC
ZSI เอาชนะอุปสรรคและข้อ จำกัด ทางแนวคิดและทฤษฎีของระบบดั้งเดิมและยังสามารถเพิ่มแรงดันไฟฟ้าอินพุต DC ได้โดยไม่ต้องใช้ตัวแปลงเพิ่มแรงดัน DC-DC หรือหม้อแปลงเพิ่มแรงดันไฟฟ้า
มอเตอร์แม่เหล็กถาวร brushless DC (BLDC) ถูกนำมาใช้ในการใช้งานที่หลากหลายเนื่องจากประสิทธิภาพที่สูงขึ้นอัตราส่วนกำลังต่อน้ำหนักที่มากขึ้นและต้นทุนการบำรุงรักษาที่ต่ำลง แรงเคลื่อนไฟฟ้ารูปสี่เหลี่ยมคางหมู (EMF) มอเตอร์ BLDC ต้องการข้อมูลตำแหน่งโรเตอร์เพื่อสั่งซื้อไดรฟ์ โดยทั่วไปแล้วข้อมูลตำแหน่งนี้จะถูกสร้างขึ้นโดยเซ็นเซอร์ Hall Effect สามตัวซึ่งวางอยู่ที่ส่วนท้ายที่ไม่ใช่มอเตอร์ อย่างไรก็ตามเซ็นเซอร์ที่ไวต่ออุณหภูมิเหล่านี้ไม่เพียง แต่จะเพิ่มต้นทุนของมอเตอร์เท่านั้น แต่ยังต้องมีการตั้งค่ากลไกแบบพิเศษเพื่อติดตั้ง
บทความนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อสำรวจวิธีการปรับปรุงประสิทธิภาพของระบบขับเคลื่อนมอเตอร์ BLDC ด้วยเหตุนี้จึงนำเสนอรูปแบบไดรฟ์ ZSI ซึ่งใช้เทคนิคการปรับความกว้างพัลส์แบบสุ่ม (RPWM) ที่ชาญฉลาดเพื่อขับเคลื่อนมอเตอร์ BLDC ที่ไม่มีเซ็นเซอร์ ระบบที่นำเสนอใช้การตรวจจับแรงเคลื่อนไฟฟ้ากลับ (BEMF) สำหรับการประมาณตำแหน่งและไดรฟ์ ZSI สามารถให้แรงดันบูสต์ในช่วงกว้างขึ้น สำหรับไดรฟ์มอเตอร์ ZSI-BLDC บทความนี้นำเสนอเทคนิคการปรับความกว้างพัลส์แบบพัลส์ (DTRSBPWM) แบบสุ่มที่เรียบง่ายแบบ detourive (DTRSBPWM) ซึ่งสามารถสุ่มได้สองวิธีด้วยตัวพาเริ่มต้นที่สี่
สองของผู้ให้บริการเป็นคลื่นสามเหลี่ยมปกติและคว่ำความถี่และผู้ให้บริการที่สามและสี่เป็นคลื่นสามเหลี่ยมแปลงความถี่ที่ได้รับจากเครื่องกำเนิดความถี่วุ่นวายและอินเวอร์เตอร์ วิธีการกระจายพลังงานฮาร์มอนิก DTRSBPWM นั้นดีกว่าวิธีการเพิ่มความเร็วแบบ PWM (SBPWM) แบบธรรมดา การศึกษาแบบจำลองของระบบขับเคลื่อนได้ดำเนินการกับซอฟต์แวร์ MATLAB และได้รับการตรวจสอบความถูกต้องโดยใช้อุปกรณ์ SPARTAN-6 Field Array Gate Array (FPGA) (XC6SLX45) บทความนี้จะมุ่งเน้นไปที่ความเพี้ยนรวม (THD) ของแรงดันไฟฟ้าสายเอาท์พุท, การใช้บัส DC และปัจจัยการขยายตัวของฮาร์มอนิก (HSF)
ZSI ทำงานอย่างไร
อินเวอร์เตอร์ Z-source เป็นตัวแปลง DC-AC ที่สามารถทำงานแบบบั๊กและเพิ่มประสิทธิภาพเป็นขั้นตอนเดียว ZSI เอาชนะอุปสรรคและข้อ จำกัด ทางแนวคิดและทฤษฎีของระบบดั้งเดิมและยังสามารถเพิ่มแรงดันไฟฟ้าอินพุต DC ได้โดยไม่ต้องใช้ตัวแปลงเพิ่มแรงดัน DC-DC หรือหม้อแปลงเพิ่มแรงดันไฟฟ้า หลักการทำงานของ ZSI สามารถแบ่งออกเป็นสี่โหมด โหมดแรกคือโหมดสถานะแอคทีฟดั้งเดิมซึ่งสะพานอินเวอร์เตอร์ทำหน้าที่เป็นแหล่งปัจจุบันสำหรับลิงค์ DC โหมดที่สองคือโหมดผ่านสถานะซึ่งบริดจ์อินเวอร์เตอร์ทำงานในหนึ่งในสองเวกเตอร์ศูนย์ธรรมดาผ่านอุปกรณ์บนและล่างของอินเวอร์เตอร์ โหมดที่สามคือโหมดไม่ผ่านซึ่งกระแสตัวเหนี่ยวนำช่วยในการลดเสียงประสานของกระแสสาย โหมดที่สี่คือสถานะศูนย์ดั้งเดิมเช่นสะพานอินเวอร์เตอร์ทำงานในสถานะศูนย์ใดสถานะหนึ่ง
เพิ่ม PWM ง่าย ๆ
วิธีการเปลี่ยนที่พบมากที่สุดที่ใช้โดย ZSI คือ PWM บูสต์ธรรมดา นี่เป็นวิธีที่ง่ายเพียงแค่เส้นตรงสองเส้นเพื่อควบคุมสถานะผ่าน เมื่อรูปคลื่นรูปสามเหลี่ยมสูงกว่า VP บนซองจดหมาย VP หรือต่ำกว่า VN ของซองจดหมายด้านล่างวงจรจะทำงานในสถานะผ่าน ในกรณีอื่น ๆ มันทำงานเหมือนผู้ให้บริการดั้งเดิมของ PWM ในระหว่างการเพิ่ม PWM อย่างง่ายแรงดันไฟฟ้าที่เกิดจากอุปกรณ์ทั้งหมดอยู่ในระดับสูง
การควบคุมแบบไร้เซนเซอร์ของมอเตอร์ BLDC ที่เลี้ยงด้วย ZSI
การควบคุมแบบไร้เซ็นเซอร์ของ ZSI แสดงในรูปที่ 1 มอเตอร์ BLDC ถูกควบคุมแบบไร้เซ็นเซอร์โดยประมาณช่วงเวลาที่ข้ามศูนย์ของ EMF ด้านหลัง (จากแรงดันไฟฟ้าเทอร์มินัล) และการแลกเปลี่ยนที่ถูกต้องทันทีและป้อนเข้าวงจร ZSI การควบคุมความเร็วของมอเตอร์นั้นถูกตรวจจับโดยตัวควบคุมอินทิกรัลตามสัดส่วน (PIC) และเปรียบเทียบกับความเร็วอ้างอิงของการกระทำการควบคุม
