ทำไมกระแสมอเตอร์ BLDC จึงมีอาการหงิกงอ?

หงิกงอในรูปคลื่นปัจจุบันของมอเตอร์ DC (BLDC) เกิดขึ้นเนื่องจากกระบวนการเปลี่ยน BLDC Motor  Operation ปรากฏการณ์นี้มักจะถูกสังเกตในระหว่างการสลับเฟสเมื่อมอเตอร์เปลี่ยนระหว่างชุดขดลวดที่แตกต่างกัน

เหตุผลสำคัญสำหรับการหงิกงอในกระแสมอเตอร์ BLDC

1. เอฟเฟกต์การเปลี่ยน

BLDC Motor S ใช้การแลกเปลี่ยนทางอิเล็กทรอนิกส์ซึ่งกระแสถูกสลับระหว่างขดลวดสเตเตอร์ที่แตกต่างกันตามตำแหน่งของโรเตอร์ ในระหว่างการเปลี่ยนแปลงนี้กระแสไฟฟ้าจะเปลี่ยนทิศทางหรือขนาดชั่วขณะทำให้เกิดการรบกวนเล็กน้อยหรือหงิกงอในรูปคลื่นปัจจุบัน

• เมื่อโรเตอร์เคลื่อนที่คอนโทรลเลอร์จะสลับกระแสจากเฟสหนึ่งไปอีกเฟส

• ช่วงเวลาการสลับนี้สร้างช่วงเวลาชั่วคราวที่กระแสไม่เป็นไปตามวิถีที่ราบรื่นอย่างสมบูรณ์แบบนำไปสู่การหงิกงอ

2. การเหนี่ยวนำของขดลวดมอเตอร์

การเหนี่ยวนำของขดลวดสเตเตอร์ต่อต้านการเปลี่ยนแปลงอย่างฉับพลันในปัจจุบัน เมื่อการแลกเปลี่ยนเกิดขึ้นกระแสในการคดเคี้ยวที่ถูกปิดจะไม่ลดลงเป็นศูนย์ทันทีในขณะที่กระแสในการคดเคี้ยวครั้งต่อไปใช้เวลาสั้น ๆ ในการสะสม ความล่าช้าในการปรับปัจจุบันนี้มีส่วนช่วยในการคิดงอที่สังเกตในรูปคลื่น

• การเหนี่ยวนำของมอเตอร์ทำให้กระแสไฟฟ้าราบรื่น แต่แนะนำความล่าช้าในระหว่างการเปลี่ยนเฟส

• สิ่งนี้ส่งผลให้เกิดอาการหงิกงอที่มองเห็นได้เมื่อปัจจุบันปรับให้เข้ากับการคดเคี้ยวใหม่

3. การโต้ตอบกับแรงไฟฟ้า

เมื่อโรเตอร์หมุนมันจะสร้าง EMF ด้านหลังที่ต่อต้านแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ ในระหว่างการเปลี่ยนเฟส EMF ด้านหลังจะโต้ตอบกับกระบวนการแลกเปลี่ยนทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในรูปคลื่นปัจจุบัน

• EMF ย้อนกลับส่งผลกระทบต่ออัตราที่กระแสเพิ่มขึ้นหรือลดลงระหว่างการสลับเฟส

• การโต้ตอบนี้ส่งผลให้ไม่เป็นเชิงเส้นในรูปคลื่นปัจจุบันสร้าง kink

4. การสลับแบบไม่เหมาะของ MOSFETS/IGBTS

อุปกรณ์สลับ (โดยทั่วไปแล้ว MOSFETS หรือ IGBTS) ที่ใช้ในอินเวอร์เตอร์จะไม่สลับทันที มีเวลาตายสั้น ๆ ระหว่างการปิดเฟสหนึ่งเฟสและเปิดต่อไป ในช่วงเวลานี้:

• การสลายตัวในปัจจุบันจากการคดเคี้ยวและการสะสมก่อนหน้านี้ในการซ้อนทับที่คดเคี้ยวครั้งต่อไปนำไปสู่ความไม่สมดุล

• การตอบสนองที่ล่าช้าแนะนำ kink ในรูปคลื่นปัจจุบัน

5. ความจุของกาฝากและผลกระทบอุปนัย

ความจุของกาฝากและการทำงานร่วมกันระหว่างองค์ประกอบอุปนัยในระบบมอเตอร์และระบบไดรฟ์อาจทำให้เกิดการแกว่งเล็กน้อยในระหว่างการสลับเฟส ความผันผวนเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าเป็น kinks เล็ก ๆ ในรูปคลื่นปัจจุบัน

ผลกระทบของหงิกงอในปัจจุบันในมอเตอร์ BLDC

ในขณะที่หงิกงอในรูปคลื่นปัจจุบันเป็นเรื่องปกติการบิดเบือนที่มากเกินไปอาจนำไปสู่:

• ประสิทธิภาพที่ลดลง: การแลกเปลี่ยนที่ไม่เหมาะสมอาจทำให้เกิดการสูญเสียพลังงานเพิ่มขึ้น

• EMI ที่สูงขึ้น (สัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้า): Kinks มีส่วนทำให้เกิดเสียงรบกวนและ EMI ซึ่งอาจส่งผลกระทบต่ออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ใกล้เคียง

• แรงบิดระลอกคลื่น: การเปลี่ยนกระแสไฟฟ้าที่ผิดปกติสามารถแนะนำระลอกแรงบิดลดความเรียบในการทำงานของมอเตอร์

วิธีลด kinks ปัจจุบันใน BLDC Motors

1. ปรับปรุงอัลกอริทึมการเปลี่ยน

การใช้เทคนิคการแลกเปลี่ยนขั้นสูงเช่น Sinusoidal PWM (SPWM) หรือ Space Vector PWM (SVPWM) ลดผลกระทบของการเปลี่ยนเฟสอย่างฉับพลัน

2. เพิ่มความถี่สลับ

ความถี่ในการสลับที่สูงขึ้นจะช่วยลดความล่าช้าระหว่างการเปลี่ยนเฟสทำให้การปรับรูปคลื่นในปัจจุบันทำให้การปรับสภาพของคลื่นให้เรียบและลด kinks

3. เพิ่มประสิทธิภาพการจัดการเวลาตาย

การลดเวลาที่ตายไปแล้วระหว่างเหตุการณ์การสลับทำให้มั่นใจได้ว่าการบิดเบือนน้อยที่สุดในปัจจุบัน

4. ใช้ส่วนประกอบที่มีคุณภาพสูงขึ้น

MOSFETs ประสิทธิภาพสูงหรือ IGBTs ที่มีการสูญเสียการสลับต่ำกว่าและเวลาตอบสนองที่เร็วขึ้นลดผลกระทบชั่วคราว

5. ใช้เทคนิคการปรับให้เรียบในปัจจุบัน

การเพิ่มตัวกรองและตัวเก็บประจุที่เรียบสามารถลดความผันผวนและทำให้ความผันแปรของกระแสไฟฟ้าราบรื่นในระหว่างการเปลี่ยนเฟส

บทสรุป

หงิกงอใน กระแสไฟฟ้าของ BLDC Motor เป็นหลักเนื่องจากกระบวนการแลกเปลี่ยนการเหนี่ยวนำที่คดเคี้ยวและลักษณะการสลับของทรานซิสเตอร์พลังงาน ในขณะที่ระดับของการบิดเบือนในปัจจุบันเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้การเพิ่มประสิทธิภาพระบบควบคุมและฮาร์ดแวร์สามารถลดผลกระทบได้ลดการทำงานของมอเตอร์ที่ราบรื่นและมีประสิทธิภาพมากขึ้น