există multe tehnologii care stau la baza societății moderne, de la motorul cu ardere internă la microprocesor. Dar există unul care pare să devină și mai important: motorul electric.
cu Tesla S transformând mașina electrică într-o alternativă vizibilă și un avion electric finalizând pentru prima dată un zbor transcontinental, umilul motor electric face din nou un joc pentru marile ligi. Și software-ul joacă un rol cheie.
nu sunt doar motoarele vizibile, desigur. Motoarele electrice sunt peste tot și în orice. Puternice și eficiente, sunt capabile să ofere cuplu acolo unde și când avem nevoie. Dar există un dezavantaj: sunt adesea voluminoase, iar periile de carbon folosite pentru a comuta între bobinele rotorului motorului se erodează, lăsând un praf fin. De asemenea, trebuie să fie păstrate la rece.
am fost întotdeauna fascinat de motoarele electrice și recent am avut ocazia să mă întâlnesc cu Dyson pentru a arunca o privire la cea mai recentă versiune a designului motorului lor — una despre care spun că este o îmbunătățire semnificativă față de motorul electric tradițional. Este cu siguranță compact, aproximativ jumătate din dimensiunea unui motor tradițional echivalent. Designul a fost în jur de ceva timp, dar acum este în aproape fiecare dispozitiv pe care Dyson îl face, iar compania a înființat o fabrică doar pentru a face motoare.
motorul „digital” al lui Dyson este ceea ce este cunoscut ca un motor de reticență. În loc să alimenteze rotorul, un motor de reticență comutat are un miez magnetic — astfel încât puterea este comutată prin bobinele statorului, miezul magnetic este târât în jur pentru a se alinia cu câmpul magnetic pe care îl generează. Cu mai multe bobine decât poli magnetici pe rotor, este posibil să configurați un model de comutare în bobinele care trage rotorul în jur. Asta înseamnă utilizarea senzorilor și a circuitelor complexe de comutare, deoarece controlul câmpurilor magnetice din motor este cheia pentru furnizarea unui motor eficient.
motoarele de reticență comutate ca acesta pot fi foarte eficiente, iar Dyson susține că motorul lor este eficient cu 84% (comparativ cu 40% pentru un motor electric tradițional). Există multe de spus pentru un motor compact, de mare putere, ca acesta — nu doar pentru aspiratoare și uscătoare de mână. De asemenea, a însemnat utilizarea multor instrumente de proiectare — O mare parte din acestea folosind propriul software de simulare Dyson.
rotorul din motorul lui Dyson este relativ simplu — cu doar doi poli. Acest lucru simplifică problema de control și reduce numărul de înfășurări necesare pentru a crea modelul impulsurilor de câmp utilizate pentru a trage rotorul, aici la peste 100.000 rpm. În mod normal, magneții dintr-un motor de reticență comutat sunt destul de slabi. Nu este cazul motorului lui Dyson, unde am ajuns să folosim rotorul unui model timpuriu ca magnet de frigider.
magneți mai puternici înseamnă o problemă de control mai complexă, dar permite și Dyson să facă motoarele mult mai mici și mai ușoare. Aici intervine digitalul, deoarece rezolvarea acestei probleme a însemnat utilizarea unui microcontroler off-the-shelf și a unui software de scriere, mai degrabă decât dezvoltarea unor circuite de control specifice. Folosind un senzor magnetic simplu cu efect Hall pentru a determina unde se află rotorul, software-ul de control face moe mai mult de 3.000 de ajustări ale modelului câmpului magnetic în fiecare secundă.
introducerea software-ului într-un motor ca acesta este cheia pentru a-l face economic. Proiectarea propriului hardware de control este costisitoare și, dacă încercați să dezvoltați un motor de uz general, luarea unei rute software adaugă flexibilitate — deoarece puteți modifica codul pentru a lua în considerare diferite sarcini și modele de utilizare. Asta înseamnă că același modul de comandă va funcționa într-un aspirator, într-un uscător de mâini și într-un ventilator. De asemenea, puteți profita de teoria modernă a controlului, care se concentrează pe păstrarea sistemelor în condiții limită, mai degrabă decât implementarea unui model clasic de control în buclă închisă — care ar putea deveni ușor instabil.
în cazul în care noul design al motorului este atât de bun, că afară pentru a arăta prin în produsele pe care le folosesc, cum ar fi ventilatorul fierbinte+rece. Am testat acest lucru de la lovitura rece care a lovit Marea Britanie în februarie și martie anul acesta și în valul recent de căldură. Folosește motorul pentru a aspira aerul prin bază și a-l împinge afară printr-un 2.Decalaj de 5 mm care rulează pe toată bucla ovală din partea de sus. Asta înseamnă că nu există lame de ventilator care să se murdărească și să zornăie (sau să-ți prindă degetele sau coada pisicilor dacă se apropie prea mult).
sunetul motorului este atât mai silențios, cât și mai regulat decât Interferența de ritm pe care o puteți auzi cu o lamă a ventilatorului care se învârte și este un flux mult mai eficient și continuu — ceea ce înseamnă că rareori trebuie să îl rulați la înălțime, menținând lucrurile mai silențioase. Este suficient de liniștit pentru a pleca în timpul unui apel de conferință și la viteze mici este suficient de liniștit încât să puteți uita că ventilatorul este pornit — în afară de faptul că vă menține confortabil cald sau rece.
dacă rulați un server într-un birou mic, puteți scăpa fără aer condiționat și dacă lucrați de acasă în timpul iernii, puteți rula cald+rece într-o singură cameră, mai degrabă decât să puneți încălzirea în toată casa toată ziua.
același motor nou este în cel mai recent model al vidului Dyson portabil, DC44, care are o combinație similară de eficiență și design inteligent. Pe podele dure, este greu să ridici praf fin; electricitatea statică se acumulează în timp ce te plimbi și menține praful agățat de podea. Bara de perie de pe DC44 are filamente din fibră de carbon; nu numai că sunt suficient de tactile pentru a dura câțiva ani, ci și descarcă staticul, astfel încât mai mult praf să fie aspirat.
handheld-urile Dyson au cicluri de viață ale bateriei pe care ne-ar plăcea să le vedem și în notebook-uri. Am folosit handheld-ul original Dyson Root de când a intrat pe piață la sfârșitul anilor 90 și chiar și modelul nostru original încă se încarcă și deține o taxă pentru zece minute bune de curățare. Comparați asta cu bateriile de laptop care pierd câteva procente din capacitatea lor de încărcare în fiecare an și puteți spune că Dyson face într-adevăr o inginerie bună.
motorul Digital Dyson este un alt exemplu al importanței software-ului și a controlerelor digitale. Pe măsură ce avansăm în viitorul internetului obiectelor, controlerele ca acesta vor furniza informații care îmbunătățesc designul hardware-ului și al software-ului de control. Este ușor să vă imaginați o versiune viitoare a unor astfel de motoare care trimite date înapoi la un serviciu cloud care poate detecta stadiile incipiente ale defecțiunilor sau care poate trimite înapoi rutine de control optimizate în funcție de utilizarea dispozitivului.
este într-adevăr o lume nouă curajoasă atunci când ingineria electrică tradițională se transformă în software.