Forbedret styring af stor effekt i små motorer

Små motorer driver alt fra små bekvemmeligheder, såsom skrivebord fans, til større sikkerhedssystemer, ligesom ovnudstødningssystemer - men de kunne være mere præcise, ifølge et forskerhold fra Mitsubishi Electric Research Laboratories.

Et internationalt samarbejde fra Japan og Massachusetts afslørede en forbedret algoritme til at spore motorydelse og hastighedsestimering i IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica .

Induktionsmotorer drives via en vekselstrøm, der leveres via udstyr kendt som et drev. En rotor er ophængt gennem en stablet cylinder af metalliske viklinger, der, en gang drevet, skabe et magnetfelt, der tvinger rotoren til at rotere. Hastigheden afhænger af drevets effekt og variabilitet.

Uden sensorer til at registrere drevets hastighed, rotorens hastighed er utrolig svær at estimere. Der er nogle metoder til at bestemme hastigheden, men, ifølge Wang, de mangler.

"Estimering af rotorhastighed for induktionsmotorer er et centralt problem i motordrev uden hastighedssensor, "skrev Yebin Wang, Senior Principal Research Scientist hos Mitsubishi Electric Research Laboratories i Cambridge, Masse, og første forfatter til papiret.

"Eksisterende tilgange har begrænsninger som unødigt at antage rotorhastighed som en konstant parameter, "Skrev Wang. Han bemærkede også, at nogle tilgange bytter mellem estimationsbåndbredde og målerobusthed, men de tilbyder enkle designs, der kan udvides.

Rotorhastigheden kan behandles som en tilstandsvariabel, frem for en konstant variabel. Statens variabler antages at være sande for hele motorsystemet, medmindre nogen ydre kraft manipulerer dem, og de ændrer sig. Wang og hans team tog statsvariablerne og ændrede deres koordinater, så systemet kunne forblive stabilt, i forhold til sig selv. Ved at lade systemvariabler forblive synkroniseret, men bevægelige som helhed, forskerne kunne udføre matematiske eksperimenter for at manipulere systemet og bestemme specifikke hastighedsvariationer og ændringer.

"Eksperimenter viser den potentielle effektivitet og fordele ved den foreslåede algoritme:hurtig hastighedsestimering forbigående og let at indstille, "Skrev Wang." Dette papir afslører også en række spørgsmål. "

Et stort problem er, at for bedre at estimere hastigheden, alle systemets variabler skal være kendt. I virkelige scenarier, det er usandsynligt, at hver variabel præcist vil blive identificeret.

Wang og teamet planlægger at videreudvikle mere systematiske løsninger for at håndtere systemstabiliteten og at generalisere deres foreslåede algoritme for at tage højde for usikkerheder i systemet.