Co to jest bezpośrednia kontrola momentu obrotowego?

Bezpośrednie sterowanie momentem obrotowym to metoda optymalizacji i utrzymania normalnej pracy, zwykle w silniku prądu przemiennego (AC). Istnieje kilka zastosowań tego rodzaju sterowania, zwykle w maszynach, które wymagają stałego i niezawodnego momentu obrotowego. W porównaniu z innymi metodami sterowania silnikami prądu przemiennego, bezpośrednie sterowanie momentem ma kilka zalet i kilka wad, choć wiele z nich zależy od zastosowania. Pewne możliwości technologiczne umożliwiają i dalej ulepszają ten i inne napędy o zmiennej częstotliwości — maszyny zwykle odpowiedzialne za sterowanie energią elektryczną dostarczaną do silnika.

Zasadniczo proces bezpośredniego sterowania momentem obrotowym obejmuje monitorowanie pewnych zmiennych w silniku i dostosowywanie ilości mocy, aby utrzymać te zmienne w optymalnym zakresie. W szczególności głównymi mierzonymi zmiennymi są napięcie i prąd. Z tych wartości można wyprowadzić strumień magnetyczny i moment obrotowy silnika. Po wykonaniu tych pomiarów prąd elektryczny dostarczany do silnika jest regulowany, jeśli to konieczne, w celu utrzymania optymalnych zakresów momentu obrotowego i strumienia.

Zastosowania bezpośredniego sterowania momentem obrotowym są liczne w procesach przemysłowych, ponieważ wiele maszyn często wymaga precyzyjnego momentu obrotowego przez długi czas. Najczęściej bezpośrednie sterowanie momentem obrotowym będzie wdrażane w trójfazowych silnikach prądu przemiennego, chociaż inne konstrukcje mogą często integrować podobne procesy. Wczesne eksperymenty z bezpośrednią kontrolą momentu obrotowego umieszczały systemy wewnątrz lokomotyw, a bezpośrednią kontrolę momentu obrotowego można teraz stosować w silnikach samochodów elektrycznych.

Korzyści płynące z tego rodzaju kontroli wynikają na ogół ze spójnych pomiarów i regulacji dokonywanych w celu optymalizacji operacji. Najlepiej byłoby, gdyby wszelkie korekty były wprowadzane niemal natychmiast. Może to zwiększyć ogólną sprawność silnika i zmniejszyć straty energii. Ponadto ten rodzaj sterowania może zmniejszyć rezonans mechaniczny silnika, dodatkowo zwiększając wydajność, a nawet zmniejszając słyszalny hałas maszyny przy niskich prędkościach.

Wady tych systemów często zaczynają się od błędnych pomiarów. Na przykład przy niskich prędkościach często występują błędy pomiarowe, które mogą prowadzić do niewłaściwych regulacji i utraty wydajności. Nieprawidłowe pomiary mogą również wystąpić przy dużych prędkościach i w całym spektrum momentów obrotowych. W rezultacie zwykle wymagany jest wysokiej jakości sprzęt pomiarowy i monitorujący.

Szybkie technologie komputerowe odgrywają ważną rolę w skutecznej bezpośredniej kontroli momentu obrotowego. Potrzebnych jest tak wiele szybkich obliczeń, że niezwykle szybkie komputery i inne sterowniki cyfrowe są często niezbędne do dokonania na czas właściwych regulacji. Ponadto często konieczne są czujniki prędkości i położenia, zwłaszcza w aplikacjach o niskiej prędkości.