আধুনিক মোটর প্রযুক্তি, আধুনিক পাওয়ার ইলেকট্রনিক্স প্রযুক্তি, মাইক্রোইলেক্ট্রনিক্স প্রযুক্তি, স্থায়ী চুম্বক উপাদান প্রযুক্তি, এসি সামঞ্জস্যযোগ্য গতি নিয়ন্ত্রণ প্রযুক্তি এবং নিয়ন্ত্রণ প্রযুক্তির দ্রুত বিকাশের সাথে, স্থায়ী চুম্বক এসি সার্ভো প্রযুক্তির দুর্দান্ত বিকাশ হয়েছে। স্থায়ী চুম্বক এসি সার্ভো সিস্টেমের কার্যকারিতা দিন দিন উন্নত হচ্ছে, এবং দাম যুক্তিসঙ্গত হতে থাকে, যা স্থায়ী চুম্বক এসি সার্ভো সিস্টেমকে ডিসি সার্ভো সিস্টেমকে প্রতিস্থাপন করে, বিশেষত উচ্চ নির্ভুলতার ক্ষেত্রে, সার্ভো ড্রাইভের উচ্চ কর্মক্ষমতা প্রয়োজনীয়তা হয়ে উঠেছে আধুনিক বৈদ্যুতিক সার্ভো ড্রাইভ সিস্টেমের একটি উন্নয়ন প্রবণতা।
স্থায়ী চুম্বক এসি সার্ভো সিস্টেমের নিম্নলিখিত সুবিধা রয়েছে:
মোটর নো ব্রাশ এবং কমিউটার, নির্ভরযোগ্য কাজ, সহজ রক্ষণাবেক্ষণ এবং রক্ষণাবেক্ষণ;
স্টেটর ঘুর তাপ অপচয় দ্রুত;
ছোট জড়তা, সিস্টেমের দ্রুততা উন্নত করা সহজ;
উচ্চ গতি এবং বড় ঘূর্ণন সঁচারক বল কাজ রাষ্ট্র জন্য উপযুক্ত;
একই শক্তির অধীনে, ছোট আয়তন এবং ওজন, মেশিন টুলস, যান্ত্রিক সরঞ্জাম, হ্যান্ডলিং মেকানিজম, মুদ্রণ সরঞ্জাম, সমাবেশ রোবট, প্রক্রিয়াকরণ যন্ত্রপাতি, উচ্চ-গতির উইন্ডিং মেশিন, টেক্সটাইল যন্ত্রপাতি এবং অন্যান্য অনুষ্ঠানে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়, উন্নয়নের চাহিদা মেটাতে সংক্রমণ ক্ষেত্র।
অ্যানালগ এবং হাইব্রিড মোডের বিকাশের পর, স্থায়ী চুম্বক এসি সার্ভো সিস্টেমের ড্রাইভার ডিজিটাল যুগে প্রবেশ করেছে। সম্পূর্ণ ডিজিটাল সার্ভো ড্রাইভ শুধুমাত্র বৃহৎ বিচ্ছুরণ, শূন্য প্রবাহ, কম নির্ভরযোগ্যতা এবং এনালগ সার্ভোর অন্যান্য সংকল্পকে অতিক্রম করে না, বরং নিয়ন্ত্রণের সূক্ষ্মতা এবং নমনীয় নিয়ন্ত্রণ পদ্ধতিতে ডিজিটাল নিয়ন্ত্রণের সুবিধাগুলিকে সম্পূর্ণ প্লে দেয়, সার্ভো ড্রাইভটিকে কেবল সহজ করে তোলে না। গঠন, কিন্তু আরো নির্ভরযোগ্য কর্মক্ষমতা. এখন, হাই পারফরম্যান্স সার্ভো সিস্টেম, স্থায়ী চুম্বক এসি সার্ভো সিস্টেমের বেশিরভাগ স্থায়ী চুম্বক সিঙ্ক্রোনাস এসি সার্ভো মোটর এবং সম্পূর্ণ ডিজিটাল এসি স্থায়ী চুম্বক সিঙ্ক্রোনাস সার্ভো ড্রাইভার দুটি অংশ।
সার্ভো ড্রাইভ দুটি অংশ নিয়ে গঠিত: ড্রাইভ হার্ডওয়্যার এবং নিয়ন্ত্রণ অ্যালগরিদম। কন্ট্রোল অ্যালগরিদম হল এসি সার্ভো সিস্টেমের কর্মক্ষমতা নির্ধারণের অন্যতম প্রধান প্রযুক্তি, যা বিদেশী এসি সার্ভো প্রযুক্তি অবরোধের প্রধান অংশ এবং প্রযুক্তি একচেটিয়াতার মূল অংশ।
এসি স্থায়ী চুম্বক সার্ভো সিস্টেমের মৌলিক কাঠামো
এসি স্থায়ী চুম্বক সিঙ্ক্রোনাস সার্ভো ড্রাইভার প্রধানত সার্ভো কন্ট্রোল ইউনিট, পাওয়ার ড্রাইভ ইউনিট, কমিউনিকেশন ইন্টারফেস ইউনিট, সার্ভো মোটর এবং সংশ্লিষ্ট ফিডব্যাক সনাক্তকরণ ডিভাইসের সমন্বয়ে গঠিত। এর গঠন চিত্র 1-এ দেখানো হয়েছে। সার্ভো কন্ট্রোল ইউনিটের মধ্যে রয়েছে অবস্থান নিয়ন্ত্রক, গতি নিয়ন্ত্রক, টর্ক এবং বর্তমান নিয়ামক ইত্যাদি। আমাদের এসি স্থায়ী চুম্বক সিঙ্ক্রোনাস ড্রাইভার উন্নত নিয়ন্ত্রণ প্রযুক্তি এবং নিয়ন্ত্রণ কৌশলকে একীভূত করে, যাতে এটি উচ্চ নির্ভুলতা, সার্ভো ড্রাইভ ক্ষেত্রের উচ্চ কর্মক্ষমতা প্রয়োজনীয়তার জন্য খুব উপযুক্ত, তবে শক্তিশালী বুদ্ধি প্রতিফলিত করে, নমনীয়তা ঐতিহ্যবাহী ড্রাইভ সিস্টেমের সাথে অতুলনীয়।
বর্তমানে, মূলধারার সার্ভো ড্রাইভার কন্ট্রোল কোর হিসাবে ডিজিটাল সিগন্যাল প্রসেসর (ডিএসপি) গ্রহণ করে। এর সুবিধা হল এটি আরও জটিল নিয়ন্ত্রণ অ্যালগরিদম উপলব্ধি করতে পারে এবং বিষয়গুলি ডিজিটাইজড, নেটওয়ার্কযুক্ত এবং বুদ্ধিমান। পাওয়ার ডিভাইসগুলি সাধারণত ড্রাইভ সার্কিট, আইপিএম অভ্যন্তরীণ ইন্টিগ্রেটেড ড্রাইভ সার্কিটের মূল নকশা হিসাবে বুদ্ধিমান পাওয়ার মডিউল (আইপিএম) ব্যবহার করে এবং এতে ওভারভোল্টেজ, ওভারকারেন্ট, ওভারহিটিং, আন্ডারভোল্টেজ এবং অন্যান্য ত্রুটি সনাক্তকরণ সুরক্ষা সার্কিট রয়েছে, মূল সার্কিটে সফ্ট স্টার্ট সার্কিটও যুক্ত করা হয়েছে। , যাতে ড্রাইভারের উপর শুরু প্রক্রিয়ার প্রভাব কমাতে পারে।
সার্ভো ড্রাইভারকে দুটি মডিউল, পাওয়ার বোর্ড এবং কন্ট্রোল বোর্ডে ভাগ করা যায়। চিত্র 2 এ দেখানো হয়েছে, পাওয়ার প্লেট (ড্রাইভ প্লেট) একটি শক্তিশালী বৈদ্যুতিক বিভাগ, যার মধ্যে দুটি ইউনিট রয়েছে। একটি হল পাওয়ার ড্রাইভ ইউনিট আইপিএম যা মোটর চালানোর জন্য ব্যবহৃত হয় এবং অন্যটি পুরো সিস্টেমের জন্য ডিজিটাল এবং এনালগ শক্তি সরবরাহ করার জন্য সুইচিং পাওয়ার সাপ্লাই ইউনিট।
নিয়ন্ত্রণ বোর্ড দুর্বল বর্তমান অংশ, মোটর নিয়ন্ত্রণ কোর এবং servo ড্রাইভার প্রযুক্তির কোর নিয়ন্ত্রণ অ্যালগরিদমের চলমান ক্যারিয়ার। কন্ট্রোল বোর্ড সংশ্লিষ্ট অ্যালগরিদমের মাধ্যমে পিডব্লিউএম সিগন্যাল আউটপুট করে, যা ইনভার্টারের আউটপুট শক্তি পরিবর্তন করতে ড্রাইভিং সার্কিটের ড্রাইভিং সংকেত হিসাবে ব্যবহৃত হয়, যাতে তিন-ফেজ স্থায়ী চুম্বক সিঙ্ক্রোনাস এসি সার্ভো মোটর নিয়ন্ত্রণের উদ্দেশ্য অর্জন করা যায়।
পাওয়ার ড্রাইভ ইউনিট
পাওয়ার ড্রাইভিং ইউনিট প্রথমে থ্রি-ফেজ ফুল-ব্রিজ রেকটিফায়ার সার্কিটের মাধ্যমে ইনপুট থ্রি-ফেজ বা মেইন পাওয়ার সংশোধন করে সংশ্লিষ্ট সরাসরি কারেন্ট পাওয়ার জন্য। তিন-ফেজ স্থায়ী চুম্বক সিঙ্ক্রোনাস এসি সার্ভো মোটরটি ভাল সংশোধনের পরে তিন-ফেজ সাইনোসয়েডাল পিডব্লিউএম ভোল্টেজ ফ্রিকোয়েন্সি কনভার্টার দ্বারা চালিত হয়। পাওয়ার ড্রাইভ ইউনিটের পুরো প্রক্রিয়াটিকে সহজভাবে ac-dc-ac প্রক্রিয়া হিসাবে বর্ণনা করা যেতে পারে। AC-dc-এর প্রধান টপোলজিক্যাল সার্কিট হল তিন-ফেজ ফুল-ব্রিজ অনিয়ন্ত্রিত রেকটিফায়ার সার্কিট।
বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল অংশ (dc-ac) বুদ্ধিমান পাওয়ার মডিউল (ipm) গ্রহণ করে যা ড্রাইভ সার্কিট, সুরক্ষা সার্কিট এবং পাওয়ার সুইচকে একীভূত করে। মূল টপোলজি হল থ্রি-ফেজ ইনভার্টার সার্কিট স্কিম্যাটিক ডায়াগ্রাম যা চিত্র 3-এ দেখানো হয়েছে। পালস প্রস্থ মড্যুলেশন (pwm) এর কৌশল ব্যবহার করে, পালস প্রস্থ মড্যুলেশন (PWM) বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল পরিবর্তন করে আউটপুট ওয়েভফর্মের ফ্রিকোয়েন্সি পরিবর্তন করে। - পাওয়ার ট্রানজিস্টরের অফ টাইম, এবং প্রতি অর্ধ সাইকেলে ট্রানজিস্টরের অন-অফ টাইম অনুপাত পরিবর্তন করে। অর্থাৎ, পালস প্রস্থ পরিবর্তন করে বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল আউটপুট ভোল্টেজ অক্জিলিয়ারী মান পরিবর্তন করে পাওয়ার রেগুলেশনের উদ্দেশ্য অর্জন করে।
চিত্র 3-এ vt1 ~ vt6 হল ছয়টি পাওয়ার সুইচ টিউব, s1, s2 এবং s3 যথাক্রমে তিনটি সেতুর বাহুকে প্রতিনিধিত্ব করে। প্রতিটি সেতুর হাতের সুইচের অবস্থা নিম্নরূপ নির্দিষ্ট করা হয়েছে: যখন উপরের সেতুর হাতের সুইচ টিউব "অন" অবস্থায় থাকে (নিম্ন সেতুর হাতের সুইচ টিউবটি এই সময়ে "অফ" অবস্থায় থাকতে হবে), সুইচ অবস্থা হল 1; যখন নিম্ন ব্রিজের আর্ম সুইচ টিউবটি "চালু" অবস্থায় থাকে (তখন নিম্ন সেতুর আর্ম সুইচ টিউবটি "অফ" অবস্থায় থাকতে হবে), সুইচের অবস্থা 0 হয়। তিনটি ব্রিজ বাহুতে শুধুমাত্র "0" এবং "1" এর দুটি অবস্থা রয়েছে, তাই s1, s2 এবং s3 000, 001, 010, 011, 100, 101 এবং 111 এর আটটি সুইচিং টিউব মোড গঠন করে , যার মধ্যে 000 এবং 111 সুইচিং মোডগুলি বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল আউটপুট ভোল্টেজকে শূন্য করে তোলে, তাই এই সুইচিং মোডটিকে শূন্য অবস্থা বলা হয়। আউটপুট লাইন ভোল্টেজ হল uab, ubc এবং uca, এবং ফেজ ভোল্টেজ হল ua, ub এবং uc, যেখানে udc হল DC পাওয়ার সাপ্লাই ভোল্টেজ। সংযুক্ত টেবিল বিশ্লেষণ উপরোক্ত অনুযায়ী প্রাপ্ত করা যেতে পারে.
নিয়ন্ত্রণ ইউনিট
কন্ট্রোল ইউনিট পুরো এসি সার্ভো সিস্টেমের মূল, সিস্টেমের অবস্থান নিয়ন্ত্রণ, গতি নিয়ন্ত্রণ, টর্ক এবং বর্তমান নিয়ামককে উপলব্ধি করে। ডিজিটাল সিগন্যাল প্রসেসর (ডিএসপি) শুধুমাত্র দ্রুত ডেটা প্রসেসিং ক্ষমতাই রাখে না, এটি মোটর নিয়ন্ত্রণের জন্য সমৃদ্ধ ASIC সংহত করে, যেমন a/d কনভার্টার, pwm জেনারেটর, টাইমিং কাউন্টার সার্কিট, অ্যাসিঙ্ক্রোনাস কমিউনিকেশন সার্কিট, বাস ট্রান্সসিভার এবং উচ্চ গতির প্রোগ্রামেবল স্ট্যাটিক। RAM এবং বড় ক্ষমতা প্রোগ্রাম মেমরি। সার্ভো ড্রাইভার ম্যাগনেটিক ফিল্ড ওরিয়েন্টেশন (foc) এবং সমন্বয় ট্রান্সফর্মেশনের নিয়ন্ত্রণ নীতি গ্রহণ করে ভেক্টর নিয়ন্ত্রণ (vc) উপলব্ধি করে এবং সাইনোসয়েডাল পালস প্রস্থ মড্যুলেশন (spwm) নিয়ন্ত্রণ মোডকে একত্রিত করে মোটর নিয়ন্ত্রণ করে। স্থায়ী চুম্বক সিঙ্ক্রোনাস মোটরের ভেক্টর নিয়ন্ত্রণ সাধারণত মোটরের রটার ফ্লাক্সের অবস্থান এবং প্রশস্ততা সনাক্ত বা অনুমান করে স্টেটর কারেন্ট বা ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রণ করে। এইভাবে, মোটরের টর্ক শুধুমাত্র ফ্লাক্স এবং কারেন্টের সাথে সম্পর্কিত, যা ডিসি মোটরের নিয়ন্ত্রণ পদ্ধতির অনুরূপ এবং উচ্চ নিয়ন্ত্রণ কর্মক্ষমতা অর্জন করতে পারে। স্থায়ী চুম্বক সিঙ্ক্রোনাস মোটরের জন্য, রটারের ফ্লাক্স অবস্থান রটারের যান্ত্রিক অবস্থানের মতোই। এইভাবে, মোটরের রটারের ফ্লাক্স অবস্থান রটারের প্রকৃত অবস্থান সনাক্ত করে জানা যায়, যাতে স্থায়ী চুম্বক সিঙ্ক্রোনাস মোটরের ভেক্টর নিয়ন্ত্রণ অ্যাসিঙ্ক্রোনাস মোটরের তুলনায় সরলীকৃত হয়।
সার্ভো ড্রাইভার নিয়ন্ত্রিত এসি স্থায়ী চুম্বক সার্ভো মোটর (pmsm)
যখন সার্ভো ড্রাইভার এসি স্থায়ী চুম্বক সার্ভো মোটর নিয়ন্ত্রণ করে, তখন এটি যথাক্রমে বর্তমান (টর্ক), গতি এবং অবস্থান নিয়ন্ত্রণ মোডের অধীনে কাজ করতে পারে। সিস্টেমের কন্ট্রোল স্ট্রাকচার ব্লক ডায়াগ্রাম চিত্র 4 এ দেখানো হয়েছে। যেহেতু AC স্থায়ী চুম্বক সার্ভো মোটর (pmsm) স্থায়ী চুম্বক উত্তেজনা ব্যবহার করে, এর চৌম্বক ক্ষেত্রটিকে ধ্রুবক হিসাবে গণ্য করা যেতে পারে। একই সময়ে, এসি স্থায়ী চুম্বক সার্ভো মোটরের মোটর গতি সিঙ্ক্রোনাস গতি, অর্থাৎ, এর বিপ্লব শূন্য। এই অবস্থাগুলি এসি স্থায়ী চুম্বক সার্ভো মোটর চালনাকারী এসি সার্ভো ড্রাইভারের গাণিতিক মডেলের জটিলতাকে ব্যাপকভাবে হ্রাস করে। চিত্র 4 থেকে দেখা যায়, সিস্টেমটি মোটর এবং মোটরের অবস্থানের দুই-ফেজ বর্তমান প্রতিক্রিয়া (ia, ib) পরিমাপের উপর ভিত্তি করে। অবস্থানের তথ্যের সাথে পরিমাপ করা ফেজ কারেন্ট (ia, ib) একত্রিত করে, id এবং iq উপাদানগুলি স্থানাঙ্কের পরিবর্তনের মাধ্যমে প্রাপ্ত হয়েছিল (কোঅর্ডিনেট সিস্টেম a, b, c থেকে রটার স্থানাঙ্ক সিস্টেম d, q) এবং তারপরে তাদের নিজ নিজ বর্তমান নিয়ন্ত্রক মধ্যে প্রবেশ. বর্তমান নিয়ন্ত্রকের আউটপুট তিন-ফেজ ভোল্টেজ নির্দেশনা পেতে বিপরীত স্থানাঙ্ক পরিবর্তন (d, q স্থানাঙ্ক সিস্টেম থেকে a, b, c স্থানাঙ্ক সিস্টেমে) যায়। কন্ট্রোল চিপ, তিন-ফেজ ভোল্টেজ নির্দেশনার মাধ্যমে, বিপরীত এবং বিলম্বের পরে, মোটর অপারেশন নিয়ন্ত্রণ করতে পাওয়ার ডিভাইসে 6 পিডব্লিউএম তরঙ্গ আউটপুট পায়। সংশ্লিষ্ট নিয়ন্ত্রণ নিয়ন্ত্রকের মাধ্যমে বিভিন্ন নির্দেশনা ইনপুট মোডের অধীনে সিস্টেমে, নির্দেশাবলী এবং প্রতিক্রিয়া, পরবর্তী স্তরের রেফারেন্স নির্দেশ পান। বর্তমান লুপে, d, q অক্ষের টর্ক কারেন্ট উপাদান (iq) হল গতি নিয়ন্ত্রণ নিয়ন্ত্রক দ্বারা প্রদত্ত আউটপুট বা বাহ্যিক। সাধারণভাবে, ফ্লাক্স উপাদানটি শূন্য (id=0), কিন্তু যখন বেগ সীমা মানের থেকে বেশি হয়, তখন চৌম্বকীয় দুর্বলতার মাধ্যমে একটি উচ্চ বেগের মান পাওয়া যেতে পারে (id "0")।
a, b, c স্থানাঙ্ক সিস্টেম থেকে d, q স্থানাঙ্ক সিস্টেমে রূপান্তর ক্লার্ক এবং পার্ক রূপান্তর দ্বারা উপলব্ধি করা হয়; dq থেকে a, b, c স্থানাঙ্কে রূপান্তরটি ক্লার্ক এবং পার্কারের বিপরীত রূপান্তরের সাথে উপলব্ধি করা হয়।