मोटर कंट्रोल यूनिट MCU क्या है?
मोटर कंट्रोल यूनिट (MCU) बैटरी और मोटर के बीच एक इलेक्ट्रॉनिक मॉड्यूल है जो स्विच के इनपुट के आधार पर इलेक्ट्रिक वाहन की गति और त्वरण को नियंत्रित करता है। नियंत्रक बैटरी के प्रत्यक्ष वर्तमान को वैकल्पिक करंट में परिवर्तित करता है, और मोटर को चलाने के लिए बैटरी के पावर आउटपुट को समायोजित करता है। नियंत्रक मोटर के रोटेशन को भी उलट सकता है और पुनर्योजी ब्रेकिंग के दौरान बैटरी को रिवर्स में चार्ज कर सकता है।
इलेक्ट्रिक वाहनों के मोटर नियंत्रक को वोल्टेज, पावर और करंट के आधार पर, मोटे तौर पर निम्नलिखित श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है:
MCU के प्रमुख कार्य
मोटर नियंत्रण इकाई इलेक्ट्रिक वाहन मोटर का केंद्रीय नियंत्रण केंद्र है, जो चिकनी और कुशल ड्राइविंग सुनिश्चित करने के लिए कई महत्वपूर्ण कार्य करता है। इसका मुख्य कार्य हैबैटरी द्वारा आपूर्ति की गई डीसी (प्रत्यक्ष वर्तमान) को तीन-चरण इलेक्ट्रिक पावर (एसी) में बदलने के लिए यह मोटर चलाता है।
इसके अलावा, MCU मोटर प्रदर्शन को अनुकूलित करने और संभावित विफलता को रोकने के लिए तापमान, वर्तमान और वोल्टेज जैसे प्रमुख मापदंडों की निगरानी करता है। यह ड्राइवर या वाहन नियंत्रण प्रणाली के इनपुट के अनुसार मोटर की गति, टॉर्क और दिशा और मोटर की संबंधित आउटपुट पावर को सही ढंग से नियंत्रित कर सकता है।
▎ मोटर नियंत्रण इकाई (MCU) के मुख्य कार्य हैं: नियंत्रण मोटर टॉर्क और गति
▎start/मोटर को रोकें
▎prevent विद्युत विफलता
▎provide अधिभार संरक्षण
▎ मोटर रोटेशन की दिशा
▎ regenerative ब्रेक
MCU एक विशिष्ट हार्डवेयर आर्किटेक्चर है
निम्नलिखित आंकड़ा MCU के एक विशिष्ट हार्डवेयर आर्किटेक्चर आरेख को दर्शाता है। यह मुख्य रूप से बिजली की आपूर्ति, वर्तमान डिटेक्शन सर्किट, इन्वर्टर सर्किट (वीएसआई) से बना है, ट्रांसीवर और एमसीयू कर सकते हैं।
▎MicroController MCU: माइक्रोकंट्रोलर का मुख्य नियंत्रण इनपुट स्वयं एक स्विच सिग्नल से आता है जिसे ड्राइवर नियंत्रित कर सकता है। स्विच सिग्नल यह निर्धारित करेगा कि आवश्यक गति और टोक़ प्राप्त करने के लिए PWM पल्स का कर्तव्य चक्र कैसे बदलता है। उच्च दक्षता और तेजी से नियंत्रण का एहसास करने के लिए, माइक्रोकंट्रोलर एफओसी नियंत्रण को लागू कर सकता है।
▎VSI (वोल्टेज स्रोत इन्वर्टर): वीएसआई का मुख्य कार्य मोटर की स्थिति प्रतिक्रिया के माध्यम से डीसी को एसी में परिवर्तित करना है। सामान्य तौर पर, वीएसआई छह आईजीबीटी का उपयोग करता है। हालांकि, इन्वर्टर की वर्तमान क्षमता में सुधार करने के लिए, IGBTs के समानांतर संयोजन का भी उपयोग किया जाएगा। कम-वोल्टेज मोटर्स (आमतौर पर 100V से नीचे) MOSFET (मेटल ऑक्साइड सेमीकंडक्टर फील्ड इफेक्ट ट्रांजिस्टर) का उपयोग करते हैं, जबकि उच्च-वोल्टेज मोटर्स GAN पावर स्विच और सिलिकॉन कार्बाइड (SIC) इंसुलेटेड-गेट बाइपोलर ट्रांजिस्टर (IGBT) ड्राइवरों का उपयोग करते हैं।
▎Current डिटेक्शन सर्किट: इंडक्शन मोटर फेज करंट के लिए, Houle प्रभाव पर आधारित एक वर्तमान सेंसर का उपयोग किया जाता है। सामान्य तौर पर, दो वर्तमान सेंसर का उपयोग दो-चरण वर्तमान को महसूस करने के लिए किया जाता है, और तीसरा-चरण वर्तमान इन दो सेंसर से प्राप्त होता है।
▎Power: पावर के विभिन्न स्तरों को पावर माइक्रोकंट्रोलर, मोटर तापमान सेंसर और स्थिति सेंसर के लिए आवश्यक है। इसके अलावा, क्योंकि माइक्रोकंट्रोलर में अंतर्निहित वर्तमान सेंसर हैं, इन सेंसर को उचित पूर्वाग्रह वोल्टेज के साथ प्रदान करने के लिए बिजली की आवश्यकता होती है। इन आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए, पावर पार्ट बैटरी के डीसी वोल्टेज को आवश्यकतानुसार विभिन्न वोल्टेज में परिवर्तित करता है।
▎gate ड्राइवर: गेट ड्राइवर सर्किट IGBT को चलाने के लिए माइक्रोकंट्रोलर द्वारा उत्पन्न PWM पल्स वोल्टेज स्तर को बढ़ाता है।
▎CAN ट्रांसीवर: कैन ट्रांसीवर का कार्य कैन बस पर डेटा प्रसारित करना और प्राप्त करना है। वाहन पर MCU और अन्य मॉड्यूल के बीच संचार का एहसास होता है।
MCU कैसे काम करता है
माइक्रोकंट्रोलर MCU जटिल नियंत्रण एल्गोरिदम को निष्पादित करने और मोटर के समग्र संचालन का प्रबंधन करने के लिए जिम्मेदार है। यह एक बाहरी संचार इंटरफ़ेस (मुख्य रूप से कैन) भी प्रदान करता है जो इसे सिस्टम में अन्य ईसीयू के साथ संवाद करने और वीसीयू से नियंत्रण जानकारी प्राप्त करने में सक्षम बनाता है। MCU द्वारा उत्पन्न PWM सिग्नल को गेट ड्राइवर द्वारा प्रवर्धित किया जाता है और इसका उपयोग पावर स्विच IGBT को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है। इन्वर्टर वीएसआई डीसी और एसी के बीच रूपांतरण का एहसास कर सकता है। आमतौर पर, इस रूपांतरण को महसूस करने के लिए तीन आधे-आधे-पुलों वाले छह IGBT का उपयोग किया जाता है, और मोटर की वर्तमान आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए समानांतर कनेक्शन की संख्या में वृद्धि होती है। विभिन्न पता लगाने और नमूनाकरण सर्किट सटीक नियंत्रण के लिए मोटर मापदंडों, जैसे स्थिति, चरण वर्तमान, तापमान, आदि की प्रतिक्रिया प्रदान करते हैं।
कई प्रकार की मोटर हैं, जैसे कि BLDC/PMSM DC मोटर और AC मोटर। इसलिए, इलेक्ट्रिक वाहनों में उपयोग किया जाने वाला मोटर नियंत्रण एल्गोरिथ्म मोटर और नियंत्रण के प्रकार (ओपन-लूप या बंद-लूप) पर निर्भर करेगा।
इसी संबंध इस प्रकार हैं:
MCU का भविष्य
▎ कॉन्ट्रॉल मल्टीपल मोटर्स। इलेक्ट्रिक वाहन उद्योग के विकास के साथ, मोटर नियंत्रण उपकरणों ने बहुत प्रगति की है। एक उभरती हुई प्रवृत्ति मोटर नियंत्रण उपकरणों का विकास है जो एक साथ कई मोटर्स को नियंत्रित कर सकते हैं।
▎ मोटर में, हब-चालित और मध्य-ड्राइव दो मोड का पता लगाएं।
MC, MCU के एकीकरण और दक्षता में सुधार के बारे में, अर्धचालक सामग्री की तीसरी पीढ़ी की सूची का व्यापक रूप से MCU, आमतौर पर SIC और GAN में उपयोग किया जाएगा। पारंपरिक सिलिकॉन-आधारित स्विच की तुलना में, GAN पावर स्विच में उच्च स्विचिंग गति, कम बिजली की हानि और बेहतर थर्मल प्रदर्शन के फायदे हैं। इसलिए, मोटर नियंत्रण उपकरण में उच्च दक्षता, कम ऊर्जा की खपत और अधिक बिजली घनत्व है। एसआईसी और आईजीबीटी ड्राइवर ईवी अनुप्रयोगों की मांग में प्रदर्शन और विश्वसनीयता में सुधार के लिए उच्च परिचालन तापमान और वोल्टेज क्षमताएं प्रदान कर सकते हैं।
MCU का बौद्धिककरण। MCU में मशीन लर्निंग और आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस डेटा अखंडता की रक्षा कर सकते हैं और मानवीय त्रुटि को कम कर सकते हैं।
इलेक्ट्रिक वाहन (ईवी) के लोकप्रियकरण के साथ, ईवी प्रदर्शन में सुधार करने में मोटर नियंत्रण इकाई (MCU) की भूमिका अधिक से अधिक महत्वपूर्ण हो जाती है। हम मानते हैं कि MCU वास्तुकला और प्रौद्योगिकी की निरंतर प्रगति के साथ, इलेक्ट्रिक वाहनों का भविष्य अधिक कुशल, शक्तिशाली और टिकाऊ होगा।
