Digitální motory, software, a vzestup internetu věcí

Existuje mnoho technologií, které jsou základem moderní společnosti, od spalovacího motoru k mikroprocesoru. Ale je tu jeden, který vypadá, že bude ještě důležitější: elektromotor.

když Tesla S dělá z elektromobilu viditelnou alternativu a elektrické letadlo poprvé dokončuje transkontinentální let, pokorný elektromotor opět hraje o velké ligy. A software hraje klíčovou roli.

WP_20130308_003
výběr Dyson digitální motory (včetně prototypu control board) vedle tradičních elektrický motor.

samozřejmě to nejsou jen viditelné motory. Elektromotory jsou všude a ve všem. Výkonné a efektivní, jsou schopny dodávat točivý moment tam, kde a kdy to potřebujeme. Ale je tu jedna nevýhoda: jsou často objemné a uhlíkové kartáče používané k přepínání mezi cívkami rotoru motoru erodují a zanechávají jemný prach. Musí být také v pohodě.

vždy jsem byl fascinován tím, elektromotory, a nedávno jsem měl možnost setkat se s Dysonem se podívat na nejnovější verzi jejich konstrukce motoru — oni říkají, je výrazné zlepšení oproti tradičním elektrickým motorem. Je to určitě kompaktní, asi polovina velikosti ekvivalentního tradičního motoru. Design už nějakou dobu existuje, ale nyní je téměř v každém zařízení, které Dyson vyrábí, a společnost zřídila továrnu jen na výrobu motorů.

30-07-2013 12-28-19
Dyson je zapnutý neochota motor

Dyson digitální motor je to, co je známé jako přešel neochota motoru. Namísto pohonu rotoru, přešel neochota motor má magnetické jádro — tak, jak moc je přešel přes cívky statoru magnetické jádro je přetáhnout kolem, aby line up s magnetickým polem vytvářejí. S více cívkami než magnetickými póly na rotoru je možné nastavit spínací vzor ve svitcích, které rotor táhnou kolem. To znamená použití senzorů a složitých spínacích obvodů, protože ovládání magnetických polí v motoru je klíčem k dodání účinného motoru.

spínané reluktanční motory, jako je tento, mohou být velmi účinné a Dyson tvrdí, že jejich motor je efektivní z 84 procent (ve srovnání se 40 procenty u tradičního elektromotoru). Pro kompaktní, vysoce výkonný motor, jako je tento, je toho hodně co říci — nejen pro vysavače a ruční sušičky. Znamenalo to také použití mnoha návrhových nástrojů-z velké části pomocí vlastního simulačního softwaru Dyson.

rotor v Dysonově motoru je relativně jednoduchý-má jen dva póly. To zjednodušuje problém s řízením a snižuje počet vinutí potřebných k vytvoření vzoru polních impulzů používaných k tažení rotoru kolem, zde při více než 100 000 ot / min. Normálně jsou magnety v spínaném reluktančním motoru poměrně slabé. To není případ Dysonova motoru, kde jsme skončili použitím rotoru raného modelu jako magnet na lednici.

WP_20130730_003
magnetický rotor z jednoho Dyson je motors. Tento používáme jako magnet na ledničku.

Další silné magnety znamená složitější ovládání problém, ale také umožňuje Dyson, aby motory mnohem menší a lehčí. To je místo, kde přichází digitální, protože řešení tohoto problému znamenalo použití off-the-shelf mikrokontroléru a psaní softwaru, spíše než vývoj specifických řídicích obvodů. Pomocí jednoduchého magnetického senzoru Hallova efektu k určení, kde je rotor, provádí řídicí software každou sekundu moe než 3 000 úprav vzoru magnetického pole.

získání softwaru do motoru, jako je tento, je klíčem k jeho ekonomickému dosažení. Navrhování vlastního řídicího hardwaru je drahé, a pokud se snažíte vyvinout univerzální motor, užívání softwarové trasy zvyšuje flexibilitu – protože můžete upravit kód tak, aby zohledňoval různá zatížení a modely použití. To znamená, že stejný řídicí modul bude pracovat ve vysavači, v sušičce rukou a ve ventilátoru. Můžete také využít moderní teorie řízení, která se zaměřuje na udržení systémů uvnitř okrajových podmínek, spíše než provádění uzavřené smyčky klasické ovládání modelu, která by mohla snadno stát nestabilní.

Pokud je nový design motoru tak dobrý, že se ukáže v produktech, které jej používají, jako je ventilátor Hot + Cool. Testovali jsme to, protože hořce chladné počasí, která zasáhla BRITÁNII v únoru a Březnu tohoto roku, a v nedávné vedra. Používá motor k nasávání vzduchu skrz základnu a vytlačení ven přes 2.5 mm mezera, která běží po celé oválné smyčce nahoře. To znamená, že žádné lopatky ventilátoru, aby si špinavé a chrastítko (nebo past prsty nebo kočky ocas, pokud se dostanou příliš blízko).

zvuk motoru je tišší a je více pravidelné, než porazit rušení můžete slyšet s ventilátorem čepel děje kolem, a je to daleko více efektivní a kontinuální tok — což znamená, že budete jen zřídka muset spustit na vysoké, udržet věci ještě tišší. Je to dost potichu odejít během konferenčního hovoru a při nízkých rychlostech je to dost tichý, že můžete zapomenout na ventilátor je na rozdíl od to, udržet si pohodlně teplé nebo studené.

Pokud se vám spustit server v malé kanceláři, můžete dostat pryč bez klimatizace a pokud jste práci z domova v zimě můžete spustit Hot+Cool v jedné místnosti, spíše než uvedení topení v celém domě po celý den.

stejný nový motor je v nejnovějším modelu ručního vakua Dyson, DC44, který má podobnou kombinaci účinnosti a inteligentního designu. Na tvrdých podlahách je těžké zachytit jemný prach; statická elektřina se hromadí, když chodíte kolem a udržuje prach přilnavý k podlaze. Kartáč bar na DC44 má z uhlíkových vláken vláken; že to není jen dotknout natolik, aby trvat několik let, ale také výboje statické tak více prachu nasaje.

handheldy Dyson mají životní cykly baterií, které bychom rádi viděli i v noteboocích. Původní kapesní počítač Dyson Root používáme od doby, kdy přišel na trh na konci 90.let, a dokonce i náš původní model se stále nabíjí a drží poplatek za dobrých deset minut čištění. Porovnejte to s bateriemi notebooků, které každý rok ztratí několik procent své nabíjecí kapacity a můžete říct, že Dyson opravdu dělá dobré inženýrství.

Dysonův digitální motor je dalším příkladem důležitosti softwaru a digitálních ovladačů. Jak se přesuneme do budoucnosti internetu věcí, jsou to kontroléry, jako je tento, které poskytují informace, které zlepšují design hardwaru a řídicího softwaru. Je snadné si představit, že budoucí verze těchto motorů, které odesílá data zpět na cloud služba, která může odhalit časné fáze selhání, nebo že může poslat zpět optimalizovat kontrolní postupy založené na využití zařízení.

je to odvážný nový svět, kdy se tradiční elektrotechnika mění v software.

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna.