استخدام الفاسرات في نظم مراقبة الحركة الكهربائية

تقنيات التحكم المتقدمة التي يمكن أن تستخدمها شركة فازر

المراقبة الميدانية - المدارية (مراقبة ناقلات)

(أ) الرقابة الموجهة نحو الميدان، والمعروفة أيضاً باسم التحكم في ناقلات الأمراض، وتحلل مكونات التقلبات والتدفقات في التيار الكهربائي، وتضع عناصر الشاحنات الثلاث (أي _(أ) ، أي _(ب) ، _(ج)

وتستمد معادلة التحول من الهندسة المتحركة، أما بالنسبة لنظام ثلاث مراحل، فإن كلارك تحول الخرائط إلى ثلاث مراحل إلى فأسين ثابتين من الفخذين (ألفا - بيتا) وهذا التحول يتناوب في الوقت نفسه على العجلات ألفا من أجل المواءمة مع زاوية التدفق الحراري، ويتم الحصول على الزاوية من مشاهد الفلور أو من مجس للوضع.

التنفيذ العملي لمراكز العمليات الميدانية

وفي جهاز مراقبة رقمي للمحركات، تنفذ الخطوات التالية في كل دورة من دورات إدارة المركبات:

• Measure two phase currents (i_a, i_]b) and reconstruct the third.
• Apply Clarke transform to obtain i _*]Á and i_]ß].
• Apply Park transform using the rotor angle angle − obtain i_d] and i_]q].
• Compare i_d] and i_q with reference values (i_{d ref}]] for flux, i_{]q ref} for torque.
• Apply PI controllers to produce V_{]d ref}] and V_{]q ref}].
• Inverse Park transform to get V _{Alpha ref}] and V_{]ß ref}].
• ويولد الناقل الفضائي PWM إشارات تحول إلى اللافقار ليقارب الفولط الفولط المطلوب.

وتشمل هذه الخطوات عمليات العجلات، وتستخدم تقنية SVPWM نفسها مفهوم العجلات في الطائرة المعقدة للتقليل إلى أدنى حد من التناسق والتعظيم لاستخدام حافلات العاصمة.

المراقبة المباشرة للتورك

[[التحكم المباشر] هو طريقة مرتكزة على مراحل تتحكم مباشرة في الربط بين الفلور والصدمات الكهرومغناطيسية باستخدام أجهزة التفكيك الهستيرية، ويختار جهاز التفريغ الفولطي من جدول مفترق مُحدد مسبقاً على أساس الأخطاء في حجم الارتداد والفلور.

تقدم شركة (دي تي) استجابة سريعة ومتينة لتفاوتات البارامترات، مما يجعلها مشهورة في تطبيقات التخدير ذات الأداء العالي، والتحدي هو التبديل المتغير وطول التسارع العالي، الذي يخفف من حدة المتغيرات الحديثة في الـ دي تي أو التقلبات الرئوية، وكل هذه البدائل تعتمد على التمثيل الخافت لنموذج سلوك المحرك.

مراقبة السكك الحديدية (التحكم في المركبات/المركبات)

(ج) السيطرة على الصنادل، أو التحكم في المركبات، تحافظ على نسبة ثابتة من الفولط إلى التردد لإبقاء تدفق المحركات ثابتاً، وهي أبسط طريقة على مراحل، حيث يتم ضخ حجم المحركات الفائقة الفولطية بشكل متواز مع سرعة السرعة القصوى، بينما يتم تطبيق الإضعاف الميداني، ولا تتطلب هذه الطريقة تحويلات في الألف أو التغذية الارتجاعية الحالية على نطاق واسع؛

مزايا استخدام الفرسان في نظم مراقبة المحركات

تحليل الدائرة المبسطة

تحول الفلاحون معادلة التفاضلية إلى معادلة هجائية، مما يجعل من الممكن تحليل الدوائر المكافئة للمحركات، والمحتوى المتناسق، وتصميمات المرشات ذات الخرطوم المعقّد المستقيم، ويمكن للمهندسين أن يحسبوا بسرعة التيارات والفولط والقوى في نقاط تشغيل مختلفة دون حل المعادلات الزمنية.

مراقبة السرعة والتروك

مع التوجه الميداني على مراحل، يتم فك التشفير والتقلبات، مما يسمح بالتحكم المستقل، مما يعطي أوقاتاً للرد على الترددات في ترتيب الألف ثانية، ويمكّن من تطبيقات مثل الآليين التعاونيين، وقود الطاقة الكهربائية، وأجهزة تشغيل الآلات التي تتطلب عرضاً عالياً ودقيقاً.

تحسين كفاءة الطاقة

وباحتفاظها بزوابق متحركة مثلى (التيارات الأقل ردة فعل)، يمكن للسيارات أن تعمل بكفاءة عالية عبر نطاق واسع من السرعة، كما يعتمد التكفير الإبداعي في المركبات الكهربائية على التحكم في العجلات لعكس تدفق الطاقة من المحركات إلى البطارية مع الحفاظ على الفول المستقر والعجلات الحالية.

تحسين التشخيص والتشويش

وتساعد رسومات الفوار في تصور الاختلالات والتناسق والتحولات في المرحلة التي تشير إلى عيوب مثل اختصارات الرياح، أو الارتداء أو اختلال التوازن في العرض، وتستخدم نظم رصد الوضع الحركي المتقدمة تحليلاً زمنياً حقيقياً للكشف عن الشذوذ قبل أن يتسبب في الفشل.

Facilitates Digital Implementation

وتشمل جميع المتحكمين حديثاً في المراكب الصغرى وأجهزة الدعم المزودة بأجهزة معجلة للمعدات لأغراض الحسابية المعقدة، والحساب الثلاثي، وتوليد الأشعة فوق البنفسجية، وخريطة الخوارزميات القائمة على الفخار، بطبيعة الحال، لهذه البنايات، ويمكن للمصممين تنفيذ معاملات التحلل أو التحلل المقطعي على رقاقة واحدة، مما يقلل من التكلفة وحيز اللوحات ويحسنون الموثوقية.

التطبيقات العالمية الحقيقية ودراسات الحالات الإفرادية

التشغيل الآلي الصناعي

ففي التشغيل الآلي للمصانع، يُستخدم جهاز " سيرفو " في استخدام الأسلحة الآلية لفحص المواقع المحددة والسرعة ومراقبة السفن، ويتيح التمثيل في المراحل العجلة للحركة الحافظة على الحركة السلسة حتى تحت حمولات مختلفة، مثلا، يستخدم جهاز آلي ذو ستة أكواس لسبعة محركات سيرفو (ستة أكاسيد زائدا للتناوب)، ويخضع كل منها لجهاز محرك متحرك متحرك على مراحل، وهو طريق صاف.

مركبات كهربائية

تُستخدم محركات التعقب في كل من الـ (إف سي) و (دي سي) لتعظيم الزروعة لكل أمبير و المدى الممتد، محرك السيارة و العجلات الحالية يُسيطر عليها للبقاء داخل مضخة اللافقار و الحدود الحالية، ويُحقق الضعف الميداني بسرعة عالية بتعديل العجلات الحالية لعارضة التدفق الحرفي، مما يقلل من الـ (إم-إم-إف)

نظم الطاقة المتجددة

وتستخدم التربينات الفائزة بمولدات تموينية مزدوجة القاعدة التحكم على مراحل في المحول من جانب الدوافع لتنظيم الطاقة النشطة والردية، ويخضع المرحل الحالي للتحكم في الحفاظ على تزامن الشبكة وتحقيق الاستخدام الأمثل لشبكة الطاقة، وبالمثل، تستخدم محطات تخزين المياه المضخة أجهزة مجهزة بمحركات متزامنة مع التحكم في التخلص من النفايات الخافضة.

الأجهزة المنزلية والهاتف

وتستخدم الأجهزة التي تعمل بكفاءة الطاقة مثل الثلاجات ذات السرعة المتغيرة، ومكيفات الهواء، وآلات الغسيل، جهازاً للمسح الضوئي أو محركات الاستدراج بواسطة محركات V/f أو FOC، وتخفض المراقبة على مراحل الضوضاء والهزات المستديمة بينما توفر الطاقة، وعلى سبيل المثال، فإن المضغوط الذي يقوده الغلاف في مكيف الهواء المقسم يحقق درجات أعلى من 20 بتشغيل المحركات على النحو الأمثل.

التحديات والنظر في التصميم

وعلى الرغم من مزاياها، فإن أساليب الرقابة على أساس العجلات تأتي بتحديات عملية، وتتوقف دقة تقدير التدفق على البارامترات الآلية (R₎ ، و_](د) ، و_q، وربط الفلور، وهو ما يتفاوت مع درجات الحرارة.

وثمة تحد آخر هو الحاجة إلى معلومات عن المواقف ذات الطابع الدوار، إذ تقدر الخوارزميات التي لا تبعث على القلق أن الزوابق الدافئة تستخدم في العجلات الخلفية التي تستخدمها القوة المتوسطة الدخل ولكنها تكافح بسرعة صفرية ودنيا، وتضع الأساليب المختلطة إشارات عالية التردد وتحلل العجلات الحالية الناتجة عن ذلك لاستخراج الصالات الحرارية، وهذه التقنيات هي مجال نشط من مجالات البحث وتظهر الآن.

كما يتطلب تصميم محركات السيارات اختيارا دقيقا لتواتر تحويلات PWM للتقليل إلى أدنى حد من الخسائر في الحديد مع الحفاظ على التتبع الجاهز للعجلات الحالية، وتخفض الترددات العالية المبدلة من الضجيج والضوضاء الحالية، ولكنها تزيد من الخسائر في اللافقار، ويتجلى في مجال التفاضل في التصميم: فالتأخر الذي يقدمه المتسلل يجب أن يعوض في حلقة التحكم لتجنب حدوث تجاوزات في المرحلة التي تقلل هامش الترم.

الاتجاهات المستقبلية والتكنولوجيات الناشئة

ويستمر تطور السيطرة على السيارات في الاعتماد على مفاهيم العجلات، وتستخدم أساليب الرقابة الافتراضية نموذجا للمحرك للتنبؤ بالمرحلة الحالية والتدفقية المستقبلية على الأفق، واختيار الناقل الأمثل للفولط للتقليل إلى أدنى حد من وظيفة التكاليف، ويحقق هذا النهج ديناميات أسرع، وخسائر أقل من الظروف التقليدية لمركبات الكربون الكلورية فلورية، كما يجري تطبيق التعلم الماكين على تكييف أداء الأجهزة تدريجيا.

Wide bandgap semiconductors (SiC and GaN) enable higher switching frequencies, allowing the inverter to approximate smooth sinusoidal voltage phasors more accurately. This reduces harmonic losses and acoustic noise, making phasor-based control even more effective. In aerospace and medical robotics, where reliability and weight are critical, fault-tolerant motor drives with redundant phasor control are under development.

ومع انتقال الصناعة نحو وحدات متكاملة للسيارات (أجهزة مزودة بأجهزة إلكترونية مدمجة)، يصبح دور الفرايزر أكثر مركزية، ويمر خوارزمية التحكم في إطار من البرمجيات الثابتة التي تستخدم مباشرة تمثيلات للعجلات من أجل تحقيق كثافة عالية في الطاقة والكفاءة، وسيظل الربط بين النظرية الجاهزة وتنفيذ الأجهزة العملية مجالا رئيسيا للابتكار في مجال مراقبة السيارات الكهربائية.

خاتمة

فالصور ليست مجرد ضربة أكاديمية بل أداة عملية وضرورية لتصميم وتشغيل نظم حديثة لمراقبة السيارات الكهربائية، ومن المراقبة الأساسية للسفن العاملة في الميدان إلى التحكم في السفن المتقدمة، وتوفر الحرف الهابط لغة موحدة لتحليل دوائر الطاقة الكهربائية وتطوير نظم التخصيب الحالية، وتزيد من الكفاءة والثباتية.