Elektros variklių nevienodumas

Projektuojant sinchroninio variklio valdiklį vis iškyla naujos problemos. Šį kartą tai yra pačios variklio mechaninės konstrukcijos nevienodumas – neperiodiškai kintantis magnetinis laukas sukantis rotoriui (magnetams). Kodėl tai svarbu? Formuojant sinusoidę valdikliui reikia žinoti kiek laiko užtruks vienas pusperiodis, tačiau kaip tai žinoti, jei tas pusperiodis yra ateityje, t.y. neįmanoma jo išmatuoti? Tam yra įvairios metodikos kurioms turbūt paskirsiu visą atskirą įrašą, tačiau pagrindas gana paprastas: matuojamas praeito pusperiodžio laikas, daroma prielaida kad variklio sukimosi greitis nesikeičia arba keičiasi labai nežymiai ir spėjama, kad kitas pusperiodis užtruks tiek pat laiko. Labiau gilinantis į problemą jau galima daryti ir greičio pokyčio prognozę remiantis keliais ankstesniais matavimais, bet apie tai jau kitą kartą.

Dešinėje pateikta variklio nuotrauka, kurioje galima įžiūrėti aplinkui išdėstytus 14 neodimio magnetų bei tarpus tarp jų. Magnetai priklijuoti prie besisukančio išorinio disko, o jam sukantis statoriaus apvijose indukuojama kintamoji elektrovaros įtampa. Čia problema ta, kad magnetai yra išdėstyti šiek tiek kreivai ir skiriasi tarpai tarp jų: visiškai identiškas magnetų sulygiavimas teoriškai nėra įmanomas ir visada atsiranda paklaida. Taip pat reikia neatmesti tikimybės, kad ir patys magnetai gali būti skirtingai įmagnetinti (kryptimi ir stiprumu).

Šis variklis pagamintas gūdžioje Kinijoje, taigi šios paklaidos yra gana didelės. O kaip sužinoti kokia gi ta paklaida? Paprasta – sukti variklį pastoviu greičiu ir stebėti holo jutiklio išėjimo impulso ilgį:

Stebint per įrašantį oscilografą magnetinio pusfazio ilgio nevienodumas labai lengvai pasimato ir yra gana didelis. Kad tai ne holo jutiklio “triukšmas” įsitikinau labai paprastai – įrašiau kelis variklio apsisukimo periodus (kai statoriaus ritę kelis kartus praeina visi 14 magnetų). Išstudijavus rezultatus pasimatė, kad vienodi pusfazių ilgiai kartojasi kas septintą kartą (14 magnetų, bet N ir S polių yra po 7).

Šiai problemai kol kas paruošto sprendimo neturiu, dar tik kuriu įvairius algoritmus ir stengiuosi, kad jie labai neapsunkintų procesoriaus, kuris moka tik sudėti, atimti, sudauginti sveikus skaičius ir padalinti tik iš 2. Deja sudėtingesni veiksmai yra verčiami šių minėtų junginiais ir atima per daug procesoriaus laiko.

Tai dar viena smulkmena kuria turės pasirūpinti variklio valdiklis, kad variklis dirbtų ekonomiškai ir tyliai. Pamažu imu suprasti kodėl sinchroniniai varikliai su pastoviaisiais magnetais yra tokie nepopuliarūs ten, kur reikia daug galios – kokybiškas valdymas yra labai komplikuotas reikalas.