BLOG

Positiefeedback voor borstelloze DC-motor

Sinds de geboorte van borstelloze gelijkstroommotor, Hall-effectsensor is de belangrijkste kracht geweest voor het realiseren van commutatiefeedback. Aangezien driefasige besturing slechts drie sensoren vereist en lage eenheidskosten heeft, zijn ze vaak de meest economische keuze voor omkeren vanuit een puur stuklijstkostenperspectief.Hall-effectsensoren die in de stator zijn ingebed, detecteren de positie van de rotor, zodat transistors in de driefasige brug kunnen worden geschakeld om de motor aan te drijven. De drie Hall-effectsensoruitgangen worden over het algemeen aangeduid als U-, V- en W-kanalen. Hoewel Hall effectsensoren kunnen het probleem van BLDC-motorcommutatie effectief oplossen, ze voldoen slechts aan de helft van de vereisten van het BLDC-systeem.

Hoewel de Hall-effectsensor de controller in staat stelt de BLDC-motor aan te drijven, is de controle helaas beperkt tot snelheid en richting.In een driefasige motor kan de Hall-effectsensor alleen een hoekpositie bieden binnen elke elektrische cyclus. Naarmate het aantal poolparen toeneemt, neemt ook het aantal elektrische cycli per mechanische rotatie toe en naarmate het gebruik van BLDC's meer wijdverbreid wordt , evenals de behoefte aan nauwkeurige positiebepaling. Om ervoor te zorgen dat de oplossing robuust en compleet is, moet het BLDC-systeem realtime positie-informatie bieden, zodat de controller niet alleen snelheid en richting kan volgen, maar ook reisafstand en hoekpositie.
Om aan de behoefte aan strengere positie-informatie te voldoen, is een gebruikelijke oplossing om een ​​incrementele roterende encoder aan de BLDC-motor toe te voegen. Normaal gesproken worden incrementele encoders toegevoegd aan hetzelfde regelfeedbacklussysteem naast de Hall-effectsensor. Hall-effectsensoren zijn gebruikt voor het omkeren van de motor, terwijl encoders worden gebruikt voor het nauwkeuriger volgen van positie, rotatie, snelheid en richting. Aangezien de Hall-effectsensor alleen nieuwe positie-informatie levert bij elke Hall-toestandsverandering, bereikt de nauwkeurigheid slechts zes toestanden voor elke vermogenscyclus. bipolaire motoren, zijn er slechts zes toestanden per mechanische cyclus. De noodzaak van beide is duidelijk in vergelijking met een incrementele encoder die een resolutie biedt in duizenden PPR (pulsen per omwenteling), die kan worden gedecodeerd in vier keer het aantal toestandsveranderingen.
Aangezien motorfabrikanten momenteel echter zowel Hall-effectsensoren als incrementele encoders in hun motoren moeten assembleren, beginnen veel encoderfabrikanten incrementele encoders met commuterende uitgangen aan te bieden, die we gewoonlijk simpelweg commuterende encoders noemen. Deze encoders zijn speciaal ontworpen om bieden niet alleen de traditionele orthogonale A- en B-kanalen (en in sommige gevallen het "once per turn" indexpulskanaal Z), maar ook de standaard U-, V- en W-commutatiesignalen die de meeste BLDC-motorstuurprogramma's nodig hebben. Dit bespaart de motor ontwerp de onnodige stap om zowel de Hall-effectsensor als de incrementele encoder tegelijkertijd te installeren.
Hoewel de voordelen van deze aanpak duidelijk zijn, zijn er belangrijke compromissen. Zoals hierboven vermeld, moet de positie van rotor en stator worden beheerst voor de BLDC borstelloze motor effectief worden gecommuteerd. Dit betekent dat ervoor moet worden gezorgd dat de U/V/W-kanalen van de commutator-encoder correct zijn uitgelijnd met de fase van de BLDC-motor.