Zerowe prędkości silników pod kontrolą

Zerowe prędkości silników pod kontrolą

Inżynierowie z Uniwersytetu Nottingham są o krok od stworzenia napędu elektrycznego, którego konstrukcja pozwala na regulację jego pracy przy zerowych lub niskich prędkościach.

Projekt, w którym współuczestniczą firmy przemysłowe: TRW Automotive, Control Techniques, Smiths Aerospace Electronics i Power Electronic Measurements, ma na celu zbudowanie napędów elektrycznych dla różnorodnych zastosowań.

Kontrola silników prądu zmiennego, która ma na celu szybką zmianę prędkości i momentu obrotowego jest istotną kwestią w rozwiązaniach przemysłowych – od małych po duże urządzenia, takie jak te stosowane w fabrykach papieru.

Urządzenia takie wymagają jednak wiele instrumentów, takich jak np. czujniki pozycji umieszczane na wale napędowym, które mają zapewnić niezawodność systemu. Wynika to z faktu, że w tego typu instalacjach istnieje duże prawdopodobieństwo wystąpienia błędów czy usterek.

Obecnie inżynierowie pracują nad systemem kontroli silnika bez zastosowania mechanizmów pomiarowych pozycji i momentu obrotowego. Badacze zastosowali przetwornicę konwertującą napięcie zasilające do napięcia o zmiennej częstotliwości, które płynie do silnika trzema przewodami w systemie bez sprzężenia zwrotnego od silnika.

Pomimo iż badania nad bezprzewodową kontrolą pracy silnika znane są już od 20 lat, to jednak techniki te są zawodne, ponieważ system taki psuje się przy niskich i zerowych prędkościach. Obecna technologia pozwoli na pracę silnika w całym dostępnym zakresie.

Stare techniki używały modeli matematycznych z sygnałami zbieranymi z silnika. Jednakże przy minimalnej prędkości sygnały te zanikały. Sygnały te wynikały z ruchu obrotowego silnika, i kiedy motor zwalniał, sygnały zanikały. W obecnej technologii inżynierowie zastosowali tzw. sygnały testowe, które wykrywają małe nieliniowości charakterystyk, jakie występują przy pracy silników. Dzięki temu możliwe jest zmierzenie pozycji silnika w dowolnym czasie i przy dowolnych warunkach operacyjnych.

System tan doskonale sprawdza się także przy zerowych prędkościach silnika, ale jego wada jest stosunkowo duży hałas wynikający z obecności sygnałów testowych - badacze pracują obecnie nad optymalizacją tego aspektu.

Grupa inżynierów otrzymała rządowy grant w wysokości 300 000 funtów, który ma być spożytkowany na cele projektu w ciągu najbliższych 3 lat – do tego czasu chcą oni stworzyć finalny produkt gotowy do komercyjnego zastosowania. Badacze równolegle pracują także nad innymi ulepszeniami urządzeń elektrycznych.