Kompleks Motor Sürücü Sistemlerinin Analizi ve Tasarımı
Motor sürücüleriyle uğraşıyorsanız, motor sürücü tasarımı, simülasyonu ve analizi için güçlü araçlara ihtiyacınız olacaktir. Altair, işinizi her zamankinden daha verimli hale getirecek piyasadaki en hızlı ve en doğru simülasyonları gerçekleştiren araçları sağlamaktadır.
Mühendislerin motor sürücülerinde sıklıkla karşılaştığı temel zorluklar şunlardır:
- Motor performans değerlendirmesi
- Akım/hız geri besleme döngülerinin kontrolör tasarımı
- Sensörlü veya Sensörsüz kontrol, FOC/DTC
- Güç dönüştürücü ana bileşenlerinin boyutlandırılması
- İnverter kayıp hesabı ve cihaz karşılaştırması
- DC bara boyutlandırma ve bağlantı kondansatörü boyutlandırma
- EMI filtre değerlendirmesi
Motor Performansının Değerlendirilmesi
Ne tür bir motor kullanacağınızı ve ne tür tasarım parametreleri gerektirdiğini değerlendirmeniz gerekir. Bir FEA aracının doğruluğuna mı ihtiyacınız var yoksa yerleşik modellerimiz işe yarayacak mı?
Altair PSIM, Altair FluxMotor veya Altair Flux tarafından oluşturulan bir modelle simülasyon yapma olanağı sağlar. Ayrıca JMAG modelleri ile de simülasyon yapabilirsiniz.
Bir FEA modelinin ayrıntılarına gerek duyulmuyorsa, Altair PSIM kullanmanız için eksiksiz bir motor modelleri kitaplığı sağlar. Tüm motor yelpazesini kapsayan çeşitli doğrusal ve doğrusal olmayan (linear & nonlinear) motor modelleri, endüksiyon ve PMSM’den anahtarlamalı relüktans ve DC’ye kadar her şey. Desteklenen makine modellerinin tam listesine buradan ulaşabilirsiniz.
Simülasyonlarınızı ve analizlerinizi otomatikleştirmek için güçlü betik dosyası araçlarını kullanabilirsiniz.
Kaynaklar
Webinar Drive Efficiency and Silence – How to Design High-Efficiency and Less Noisy Motor Drives
Webinar: Motor Drives with High-Frequency Interactions (53:19)
Tutorial: New Motor Models (3:26)
Motor Kontrolü Tasarımı
Bir motor sürücüsünün kontrolörlerini tasarlamak, çok döngülü yapı ve doğrusal olmama nedeniyle zor olabilir. Altair PSIM, “Motor Kontrol Tasarım Paketi” ile akım ve hız döngülerini kapatacak ve çalışmanız için size çalışan bir motor sürücü simülasyonu verecektir. Tasarım paketi, güç ve tork için uygun çalışma limitleri ile “Amp Başına Maksimum Tork Kontrolü”, alan zayıflatma, volt başına maksimum tork kontrolü uygular.
Döngüleri kendiniz kapatmak veya kendi yeni algoritmalarınızı uygulamak istiyorsanız, PSIM her ikisi içinde gerekli tüm kontrol kütüphanesi öğelerini içerir. Nasıl performans gösterdiğini görmek için simülasyona c kodunu bile gömebilirsiniz.
Ayrıca kontrol yapılarınızı Altair Activate veya Altair Embed ile tanımlayabilir ve bir PSIM modeliyle birlikte simüle edebilirsiniz. Kontrol tasarımı için hala Simulink kullanıyorsanız, PSIM’deki bir motor sürücüsünü Simulink’teki kontrol bileşenleriyle birlikte simüle edebilirsiniz.
Kaynaklar
Webinar Drive Efficiency and Silence – How to Design High-Efficiency and Less Noisy Motor Drives
Tutorial: The motor control design suite
Tutorial: Implementing Field Weakening & MTPA Control with PSIM (14:10)
Tutorial: How to Implement Field Oriented Control of PMSM with PSIM & SmartCtrl (18:00)
Tutorial: Co-simulation of Simulink and PSIM with SimCoupler (5:22)
Tutorial: Co-simulation with Altair Activate
Sensörsüz Kontrol
Bir motor sürücü sisteminin sensörsüz kontrolünü tasarlamaya yardımcı olmak için PSIM, kullanıcıların TI’ın sensörsüz kontrol algoritması InstaSPIN’i hızlı bir şekilde uygulamaları için uygun araçlar sağlar. Algoritmanın işlevini simüle edebilir ve ayrıca hızlı ve kolay donanım uygulaması için gömülü kod üretimi gerçekleştirebilirsiniz.
InstaSPIN’i kullanmak istemiyor ve kendi sensörsüz algoritmanızı hızlı bir şekilde tasarlamak ve simüle etmek istiyorsanız kayan mod gözlemcisi (SMO), simülasyonda c kodu vb. gerekli tüm kütüphane öğeleri sağlanı.
Kaynaklar
Tutorial: InstaSPIN code generation – DRV8305 Quick Start | PMSM control (11:06)
Webinar: Using InstaSPIN for Sensorless PM Motor Drives (57:09)
Webinar: Design of Sensored and Sensorless Motor Drives with PSIM (49:18)
Güç Donanımı Tasarımı
Bir motor sürücüsünün güç kademesi, sistem verimliliğini, soğutmayı, elektromanyetik paraziti (EMI) ve motor sürücü performans sargisini büyük ölçüde etkileyecek birkaç önemli tasarım kararına sahiptir.
İnvertör kaybı hesaplaması ve farklı cihazların karşılaştırılması kolayca yapılabilir. Farklı çalışma koşulları altında iletim ve anahtarlama kayıpları ile bağlantı sıcaklıkları hesaplanabilir ve soğutucu gereksinimlerini modellemek için bir termal eşdeğer devre kullanılabilir. Bu, IGBT’lerden SiC MOSFET’lere geçiş gibi kritik tasarım kararları vermenizi sağlar.
Motor sürücü performansıyla termal/verimlilik performansı için SVPWM, DPWM, 6-pulse, vb. gibi çeşitli inverter geçiş yöntemlerini kolayca karşılaştırın.
Elektromanyetik parazit, EMI, motor sürücüleri diğer hassas elektronik cihazlarla daha bağlantılı hale geldikçe son derece önemli bir tasarım konusudur. EMI Tasarım Paketi ile filtreleri kolayca değerlendirin ve tasarlayın.
Boyutlandırma ve DC bara kapasitörünüz ve dalgalanma akımı değeri gibi DC bağlantı spesifikasyonlarınızı hızlı ve kolay bir şekilde anlayın.
Elbette, tüm bu çalışmalar ve karşılaştırmalar güçlü betik dosyası araçlarıyla otomatikleştirilebilir.
Kaynaklar
Webinar: Virtual front loading for minimal conducted EMI
Webinar Drive Efficiency and Silence – How to Design High-Efficiency and Less Noisy Motor Drives
Webinar: Motor Drives with High-Frequency Interactions (53:19)
Altair PSIM yazılımını denemek için Altair ONE Marketplace‘den indirebilirsiniz. Eğer öğrenciyseniz ücretsiz olarak buradan indirebilirsiniz. Soru ve taleplerinizi iletişim formunu kullanarak bize iletebilirsiniz.
