Pengenalan kepada komponen utama pengawal motor
Sebagai komponen teras rangkaian kuasa kenderaan elektrik, reka bentuk dan fungsi pengawal motor bergantung pada kerja yang diselaraskan bagi satu siri komponen utama.
Berikut adalah komponen utama dalam pengawal motor dan fungsinya:
1. Bar bas DC: Bar bas DC ialah konduktor dengan kekonduksian tinggi, rintangan rendah dan ciri-ciri pelesapan haba yang baik yang menghubungkan pek bateri dan pengawal motor. Ia memastikan bahawa kuasa DC dihantar dari pek bateri ke pengawal motor tanpa kehilangan atau kehilangan yang rendah.
2. Struktur penyongsang: Teras pengawal motor ialah penyongsang jambatan penuh tiga fasa, yang bertanggungjawab untuk menukar kuasa DC kepada kuasa AC tiga fasa untuk memacu motor AC. Penyongsang terdiri daripada suis semikonduktor kuasa berbilang, yang boleh mencapai kawalan tepat motor dengan mengawal pembukaan dan penutupan suis ini dengan tepat.
3. Penindasan gangguan elektromagnet (EMI): Gangguan elektromagnet yang dihasilkan oleh penyongsang semasa operasi dikurangkan dengan menapis komponen seperti kapasitor X dan kapasitor Y. Kapasitor X dan kapasitor Y digunakan untuk menapis antara talian kuasa dan antara talian kuasa dan tanah, masing-masing. Kapasitor filem atau kapasitor seramik biasanya digunakan dan mesti memenuhi piawaian keselamatan tertentu.
4. Litar kawalan: Litar kawalan ialah otak pengawal motor, bertanggungjawab untuk pemerolehan isyarat dan pelaksanaan algoritma kawalan. Ia biasanya termasuk mikropengawal atau pemproses isyarat digital (DSP) dan litar sokongan yang berkaitan, dengan terasnya ialah modul kuasa, yang bertanggungjawab untuk penukaran kuasa.
5. Litar pemacu: Litar pemacu menyediakan isyarat pemacu kepada peranti pensuisan dalam modul kuasa untuk memastikan ia boleh bertukar dengan tepat dan cepat.
6. Sinki haba: Sinki haba digunakan untuk menghilangkan haba yang dihasilkan oleh modul kuasa dan memastikan komponen utama berjalan pada suhu operasi yang sesuai.
7. Pemerolehan isyarat: Pengawal motor perlu mengumpul isyarat arus tiga fasa dan isyarat kedudukan pada hujung motor untuk mencapai pemantauan masa nyata status motor. Ini biasanya melibatkan penggunaan perkakasan seperti penderia semasa.
8. Bas tembaga keluaran AC: Sambungan antara pengawal motor dan motor boleh menggunakan bas tembaga keluaran AC untuk menghantar kuasa AC tiga fasa. Reka bentuk bas tembaga perlu mempertimbangkan rintangan rendah dan kapasiti bawaan arus tinggi.
9. Antara muka penderia penyelesai: Isyarat kedudukan motor biasanya disediakan oleh penderia penyelesai, yang perlu disambungkan ke antara muka pengawal motor yang sepadan.
10. Penyepaduan sensor semasa: Sensor semasa biasanya disepadukan di dalam pengawal motor untuk mengukur arus motor. Penderia kesan dewan atau penderia berlubang berongga boleh digunakan.
Kerjasama komponen ini memastikan bahawa pengawal motor boleh mencapai kawalan tepat bagi motor kenderaan elektrik sambil memastikan keselamatan dan kebolehpercayaan sistem.
MCU terutamanya terdiri daripada modul berikut:
1. Mikropengawal: Fungsi teras mikropengawal adalah untuk mengawal penyongsang punca voltan (VSI) untuk menukar kuasa yang diterima daripada bateri kepada bentuk kuasa yang diperlukan. Ia menerima isyarat pendikit pemandu sebagai input kawalan utama dan mengawal kelajuan dan tork dengan melaraskan kitaran tugas nadi modulasi lebar nadi (PWM). Kawalan vektor medan (FOC) yang dilaksanakan dalam mikropengawal memastikan kawalan motor yang cekap dan pantas.
2. Penyongsang Sumber Voltan (VSI): VSI bertanggungjawab untuk menukar kuasa DC kepada kuasa AC untuk memacu motor. Enam MOSFET biasanya digunakan untuk melaksanakan VSI, dan kadangkala gabungan selari MOSFET digunakan untuk meningkatkan kapasiti semasa.
3. Penderiaan Arus Fasa: Penderia arus berasaskan kesan Hall digunakan untuk mengesan arus fasa motor untuk memastikan kawalan yang tepat. Dua penderia arus biasanya digunakan untuk mengesan dua arus fasa, dan arus fasa ketiga diperoleh daripada kedua-dua arus ini.
4. Bekalan Kuasa: Penderia terbina dalam MCU memerlukan bekalan kuasa yang sesuai. Di samping itu, mikropengawal, sensor suhu motor dan sensor maklum balas kedudukan juga memerlukan tahap bekalan kuasa yang berbeza. Bahagian bekalan kuasa menukar voltan DC tetap kepada tahap voltan berbeza yang diperlukan.
5. Pemacu Gate: Litar pemacu get digunakan untuk menguatkan tahap voltan denyutan PWM yang dijana oleh mikropengawal untuk memastikan penghantaran isyarat yang berkesan.
6. CAN Transceiver: CAN transceiver digunakan untuk memandu dan mengesan data yang dihantar melalui bas CAN. Ia menukar logik satu hujung yang digunakan oleh pengawal kepada isyarat pembezaan yang dihantar pada bas CAN.
7. Penderia Maklum Balas Kedudukan: Penderia ini memberikan maklumat kedudukan pemutar motor dan penting untuk mencapai kawalan vektor yang tepat. Pengekod atau penderia penyelesai biasanya digunakan untuk memberikan isyarat maklum balas ini.
8. Penderia Suhu: Penderia suhu digunakan untuk memantau suhu motor dan pengawal untuk memastikan operasi sistem yang selamat dan mengelakkan terlalu panas.
Kerjasama modul ini memastikan pengawal motor dapat mengawal motor dengan cekap dan tepat sambil memastikan kestabilan dan keselamatan sistem.
