Pikap24.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое режим управления двигателем

Вольтовый режим управления шаговыми двигателями

Микрошаговый режим работы шагового двигателя

Микрошаговый режим управления шаговым двигателем основан на следующем принципе: Подавая на две фазы шагового двигателя синусоидальный ток со сдвигом 90° (синус и косинус), можно добиться выравнивания магнитного поля статора в любом положении.

Вольтовый режим управления шаговым двигателем позволяет это сделать с максимальной эффективностью.

Основы вольтового режима управления

Вольтовый режим управления основан на линейной модели шаговых двигателей. Если синусоида напряжения приложена к фазе шагового двигателя, результирующий ток тоже синусоидальный.

Токовый режим управления

Резкие изменения тока вызывают сильные механические колебания. В токовом режиме управление (квантирование и дискретизация) неидеальное. В результате при работе двигателя образуется шум, движение осуществляется рывками.

Контролируется пиковый ток. Среднее текущее значение тока отличается от целевого. Как результат – неточное позиционирование.

Частота переключения непостоянная. Пульсацию крутящего момента трудно контролировать.

Вольтовый режим управления

Плавный токовый переходной процесс уменьшает механические колебания и вибрации. Движение двигателя мягкое и бесшумное.

Среднее текущее значение тока контролируется. Как результат — точное позиционирование.

Частота переключения постоянная. Пульсацию крутящего момента под контролем.

Основы вольтового режима управления

Когда синусоида напряжения с амплитудой VPH подается на двигатель, амплитуда результирующего тока (IPH) зависит от:

  • электрических параметров шагового двигателя
  • обратной ЭДС двигателя (BEMF)
  • частоты синусоидальной волны (то есть от скорости двигателя)
  • фазового соотношения между магнитным полем ротора и статора (т.е. от крутящего момента)

Уравнение, связывающее фазное напряжение и фазу:

  1. Скорость двигателя низкая (соразмерно с fel)
  2. Скорость двигателя высокая (соразмерно с fel)

Алгоритм управления может быть определен через 4 параметра:

Назад

ПараметрЗначениеФормулаЕдиница измерения
KVALНапряжение на нулевой скоростиRm·|IPH|В
IntSpeedСкорость двигателя, определяющая медленную и быструю области4·Rm/2πLmШаги/сек
StSlpКоэффициент компенсации (угол наклона), применяемый в медленной области В/(шаги/сек)
FnSlpКоэффициент компенсации (угол наклона), применяемый в быстрой области В/(шаги/сек)

Вперед

Начальная амплитуда:
Амплитуда «нулевой скорости» выходной синусоиды

Начальный уклон компенсации:
Наклон кривой компенсации, когда скорость ниже скорости IntSpeed

Конечный уклон компенсации:
Наклон кривой компенсации, когда скорость больше скорости пересечения

Cкорость IntSpeed:
Скорость, при достижении которой наклон кривой компенсации переключается с начального на конечное значение

Компенсация напряжения питания

Синусоиды напряжения генерируются с помощью ШИМ-модуляции. Как следствие, фактическое фазное напряжение зависит от напряжения блока питания.

Уравнение также может быть записано в следующем виде:

Если коэффициент компенсации применить к рабочему циклу, ошибку можно исключить:

Поправочный коэффициент рассчитывается при помощи алгоритма компенсации

АЦП измеряет фактическое напряжение питания двигателя

Коэффициент компенсации применяется к амплитуде синусоиды

Максимальный выходной ток в зависимости от напряжения питания

Обнаружение останова без датчика

Управление двигателем в вольтовом режиме дает возможность обнаружения состояния остановки двигателя.

Измеряя ток фазы, можно определить состояние останова двигателя:

ОСТАНОВКА. Обратная ЭДС = 0 ток фазы резко повышается

Ограничения при обнаружении останова двигателя без датчика

Возможности обнаружения останова могут быть ограничены в следующих условиях:

  • На низкой скорости (при малом значении обратной ЭДС);
  • На высокой скорости (ток может быть низким из-за эффекта фильтрации нижних частот индуктора).

Явление резонанса в вольтовом режиме управления

Движение шагового двигателя является неравномерным, что вызывает появление резонанса в механике. При появлении резонанса ЭДС обратной связи перестает быть синусоидальной, что вызывает проблемы в алгоритме управления.

Следующие стратегии помогают снизить или избежать появления резонанса:

  1. Применение механической нагрузки к двигателю. Нагрузка смещает точку резонансна системы.
  2. Увеличение значения ускорения для более быстрого прохождения или пропуска резонансной частоты.

Если резонансная скорость ограничена диапазоном работы двигателя, ее можно пропустить, за счет инерции двигателя и более высоких значений ускорения.

Краткий обзор преимуществ режима напряжения

Основными преимуществами вольтового режима управления являются:

  • Чрезвычайная гладкость движения
  • Точное позиционирование (за счет контроль среднего значения тока)
  • Пульсации тока контролируются
  • Возможность определения состояния остановка (блокировки) двигателя

Основными недостатками являются:

  • Алгоритм управления должен быть настроен в соответствии с характеристиками двигателя
  • Режим чувствителен к резонансу двигателя.

Вольтовый режим управления шаговыми двигателями реализован в современных драйверах и контроллерах производства «Электропривод».

Подпишитесь на наши новости

Получайте первыми актуальную информацию от ООО «Электропривод»

Возможные режимы вождения

При запуске двигателя активируются режим Comfort и функция Start/Stop. Вы можете изменить режим вождения после запуска двигателя, например, выбрать режим Individual . После выбора режима Individual вы можете настроить конкретные параметры, например, показать тахометр.

Comfort

Режим Comfort – стандартный режим автомобиля. Благодаря настройкам этого режима вы чувствуете себя комфортно, легко управляете автомобилем, ощущаете плавную амортизацию и движения кузова.

Этот режим вождения сертифицирован по уровню выбросов диоксида углерода.

  • Режим Eco обеспечивает более энергосберегающее и экологичное управление автомобилем.

Этот режим вождения означает, например, что активирована функция Start/Stop и ограничены некоторые настройки климатической установки.

При движении в режиме Eco на дисплее водителя отображается указатель ЕСО, который в режиме реального времени показывает, насколько экономично вы управляете автомобилем.

Off Road

  • Повышает проходимость автомобиля в сложных условиях пересеченной местности и на плохих дорогах.

Автомобилем легче управлять, активированы функции полного привода * и движения на низкой скорости с контролем тяги на спуске ( HDC Hill Descent Control ). Функция Start/Stop отключена.

Этот режим вождения можно активировать только на низкой скорости, при этом на спидометре отображается зона ограничения скорости. В случае превышения указанного значения скорости режим Off Road прерывается, и активируется другой режим вождения.

В режиме Off Road на дисплее водителя между спидометром и тахометром отображается компас.

Примечание

Этот режим вождения не предназначен для использования на дорогах общего пользования.

Dynamic

  • В режиме Dynamic автомобиль приобретает более спортивный характер и быстрый отклик на подачу газа.

Переключения передач происходят быстрее и с более четким положением передач, коробка передач отдает предпочтение передачам с более высоким тяговым усилием.

Благодаря более быстрому отклику на повороты рулевого колеса и более жесткой амортизации Относится к Four-C . кузов следует за изгибами дороги, снижая крен при прохождении поворотов.

Функция Start/Stop отключена.

Режим Dynamic имеется также в версии Polestar Engineered * .

Individual

  • Режим вождения, соответствующий вашим предпочтениям.

Начните с выбора режима вождения, а затем отрегулируйте настройки в соответствии с предпочитаемыми ездовыми характеристиками автомобиля. Эти настройки сохраняются в активном профиле водителя и доступны каждый раз, когда автомобиль отпирается тем же дистанционным ключом.

Индивидуальный режим вождения доступен только после активирования на центральном дисплее.

Панель настроек Изображение схематичное – некоторые детали могут отличаться в зависимости от модели автомобиля. для индивидуального режима вождения.

На верхней панели нажмите Настройки .

Нажмите My Car Индивидуальный режим вождения и выделите Индивидуальный режим вождения .

В Фиксированные настройки выберите один из исходных режимов вождения: Есо , Комфорт , Динамический или Polestar Engineered * .

Вы можете выполнить следующие настройки:

  • Экран водителя
  • Усилие рулевого управления
  • Параметры силового агрегата
  • Характеристики тормоза
  • Управление подвеской
  • Климат-контроль ЕСО
  • Пуск/Cтоп .

Основные правила выбора преобразователя

В зависимости от требований по мощности и типу управляемых механизмов подбирается частотный преобразователь.

  • Мощность инвертора, указанная в документации, должна быть равной или больше механической мощности электродвигателя. Но при этом необходимо дополнительно ориентироваться на тип подключаемых механизмов. Для подъемных устройств выбирается преобразователь, имеющий величину мощности выше паспортного значения мощности двигателя. А для центробежного насоса допускается мощность инвертора ниже.
  • Если подключаемая нагрузка отличается большой инерционностью, то в зависимости от требуемого времени разгона подбирается мощность преобразователя. Для быстрого разгона потребуется преобразователь с мощностью, больше номинальной мощности двигателя на 10-15%.
  • При выборе частотника номинальный рабочий ток должен превышать значение номинального тока электродвигателя на 10%, чтобы не допустить блокировку по превышению тока.

Основным критерием выбора частотного преобразователя при невозможности одновременно удовлетворить требования по току и напряжению является выбор по полной номинальной мощности, которая должна превышать номинальную мощность двигателя.

При выборе инвертора нельзя обойти вниманием и количество входных (выходных) сигналов и их тип, что позволяет осуществлять автоматизацию производственным процессом и ее модернизацию. При этом желательно ориентироваться принципом — «входов много не бывает».

Повышение передачи крутящего момента на задние колёса

Polestar не останавливается на достигнутом. В 2018 году к обновлению программного обеспечения оптимизации Polestar Engineered для автомобилей на платформах SPA и CMA, начиная с модельного года 2016 и далее, с полным приводом (AWD) была добавлена дополнительная функция — оптимизация полного привода для увеличения крутящего момента на задних колёсах.

Новое программное обеспечение Polestar Engineered AWD повышает ходовые качества, адаптируя высокую точность распределения крутящего момента между передней и задней осью, улучшая управляемость, тягу и устойчивость практически на любом дорожном покрытии.

Данная функция была добавлена в ноябре 2018 года. Если оптимизация Polestar Engineered уже была загружена в Ваш Volvo раньше этой даты, Вам достаточно пройти регулярное техническое обслуживание у дилера Volvo. При обновлении программного обеспечения, которое всегда проводится в ходе ТО в официальном сервисе Volvo, оптимизация Polestar Engineered AWD появится в Вашем автомобиле. Без дополнительной платы. Мы называем это Service 2.0.

Конструкция и принцип работы

Устройство системы достаточно сложное и состоит из десятков исполнительных элементов. В стандартную конструкцию контроля климата входят:

  1. Датчики, установленные в салоне и снаружи автомобиля. Они расположены в функциональных зонах и позволяют получить информацию о температурном режиме в машине, чтобы регулировать работу оборудования. Наружные датчики анализируют загрязненность воздуха и ультрафиолетовое излучение.
  2. Климатическое оборудование, выступающее в роли исполнительного механизма. Стандартные системы состоят из кондиционера, радиатора обогрева, модуля HVAC, воздуховодов, вентиляторов, фильтров и дополнительных элементов, необходимых для нормального воздухообмена.
  3. Электронный блок управления, предназначенный для настройки работы климат-контроля, а также считывания параметров датчиков, анализа температурного режима и подачи команд на климатическую технику.

Пример схемы работы климат-контроля

Принцип работы достаточно простой. Водитель с помощью блока управления настраивает температурные параметры, после чего показатели датчиков сравниваются с номинальными. Если они не соответствуют, включается обогрев или кондиционер для изменения параметров воздуха до нужного значения. После этого система переходит в режим ожидания, а когда в температурном режиме происходят изменения — оборудование автоматически включается заново.

Несмотря на возможное разное строение механизма динамического рулевого управления, принцип работы у большинства вариантов будет одинаковым. Рассмотрим два варианта работы механизма, когда системы не активна и активирована. Первый момент, когда система выключена, в таком случае вращение руля передается за счет верхней части рулевого вала, далее на гибкую шестерню и зубчатую муфту, после чего усилие передается на нижнюю часть рулевого вала и на сам рулевой механизм.В таком случае передаточное число не меняется, так как система деактивирована и не может помочь водителю. Как правило, система динамической стабилизации автомобиля тоже отключается или же работает на минимальных возможностях. Зачастую систему выключают на плохом дорожном покрытии или небольшой скорости, где подруливание колес будет только мешать управлению.

В случае, когда механизм динамического рулевого управления активен, принцип работы будет отличаться. На электродвигатель подается ток, за счет чего вращение электродвигателя передается на специальный, овальный подшипник, далее на гибкую шестерню и наконец, на зубчатую муфту. Благодаря такому строению, полный поворот подшипника сдвигает зубчатый вал на 3,5 градуса относительно центра оси. В результате достигается отрицательный или положительный суммирующий момент. Для водителя это означается, что для поворота колес руль нужно будет поворачивать чаще или реже.

Само же управление электродвигателем суммирующего механизма выполняет электронный блок управления. В зависимости от стиля вождения, дорожного покрытия и условий передвижения (все это блок управления получает от специальных датчиков или других систем безопасности), блок управления рассчитывает нужный угол подруливания, а так же количество передаточных моментов. Если говорить о системе динамической стабилизации автомобиля, то здесь так же срабатывает динамическое рулевое управление. В таком случае блок управления рассчитывает момент подруливания управляющих колес в автоматическом режиме, а так же необходимый угол подруливания.

Зачастую, для расчета таких параметров и автоматической работы, система берет за основу скорость передвижения автомобиля (определяется за счет датчика вращения колес) и угол поворота руля, заданный водителем. Так же не исключен вариант, что электронный блок управления будет использовать информацию с других систем безопасности, например датчиков курсовой устойчивости, а так же системы предотвращения столкновений.

Как пользоваться – частые вопросы

Что нужно делать, чтобы задействовать ручной тормоз на время стоянки?

Достаточно выжать педаль тормоза, после нажать клавишу включения ручника. При этом зажигание необязательно должно быть включенным.

Как отключить электронный ручник?

Снять автомобиль с ручного тормоза можно только при включенном зажигании и нажатой педали тормоза. При выполнении этих условий нажмите на клавишу включения электромеханического ручника.

Каков алгоритм работ автоматического отключения электронного стояночного тормоза?

Если вы запустите двигатель, переведете АКПП в режим D/R и нажмете на педаль акселератора, стояночный тормоз отключится автоматически. На автомобилях с МКПП блок управления определяет начало движения по выжиму сцепления, включению передачи и возрастанию нагрузки на двигатель. При этом учитывается наклон автомобиля.

Что будет, если использовать современный электронный ручник в движении?

Если скорость авто меньше 7 км/час, ЭБУ заблокирует колодки с помощью сервоприводов. Если скорость будет больше, будет задействован гидравлический привод тормозной системы. При этом удержание клавиши приведет к активации всех 4 тормозных механизмов.

После постановки на ручник автомобиль иногда спустя некоторое время пытается откатиться, после чего опять останавливается – это штатная работа или признак неисправности?

Система работает в штатном режиме. При остановке автомобиля с помощью служебного тормоза ЭБУ системы ABS перекрывает клапаны в гидроблоке, поддерживая тормозное усилие на колодках с помощью гидравлического привода. Спустя некоторое время система сбрасывает давление в тормозных магистралях и задействует электромеханический привод. В некоторых случаях из-за рассинхрона в расчетах тормозных усилий этот переход можно ощутить, но беспокоиться по этому поводу не стоит.

голоса
Рейтинг статьи
Читать еще:  Электрические схемы пуска дизельных двигателей
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector