BLOG

Informacja zwrotna o położeniu bezszczotkowego silnika prądu stałego

Od urodzenia bezszczotkowy silnik prądu stałego, Czujnik Halla był główną siłą realizującą sprzężenie zwrotne komutacji. Ponieważ sterowanie trójfazowe wymaga tylko trzech czujników i ma niski koszt jednostkowy, często są one najbardziej ekonomicznym wyborem do cofania z punktu widzenia wyłącznie kosztów BOM.Czujniki Halla wbudowane w stojan wykrywają położenie wirnika, dzięki czemu tranzystory w trójfazowym mostku mogą być przełączane w celu napędzania silnika. Trzy wyjścia czujników Halla są ogólnie oznaczone jako kanały U, V i W. Chociaż Hall Czujniki efektowe mogą skutecznie rozwiązać problem komutacji silnika BLDC, spełniają tylko połowę wymagań systemu BLDC.

Chociaż czujnik Halla umożliwia sterownikowi sterowanie silnikiem BLDC, jego sterowanie jest niestety ograniczone do prędkości i kierunku.W silniku trójfazowym czujnik Halla może zapewnić tylko położenie kątowe w każdym cyklu elektrycznym. Wraz ze wzrostem liczby par biegunów rośnie liczba cykli elektrycznych na obrót mechaniczny, a stosowanie BLDC staje się coraz bardziej powszechne , podobnie jak potrzeba precyzyjnego wykrywania pozycji. Aby zapewnić, że rozwiązanie jest solidne i kompletne, system BLDC powinien dostarczać informacje o pozycji w czasie rzeczywistym, aby kontroler mógł śledzić nie tylko prędkość i kierunek, ale także odległość i pozycję kątową.
Aby zaspokoić zapotrzebowanie na bardziej rygorystyczne informacje o położeniu, powszechnym rozwiązaniem jest dodanie inkrementalnego enkodera obrotowego do silnika BLDC. Zazwyczaj enkodery przyrostowe są dodawane do tego samego systemu pętli sprzężenia zwrotnego sterowania oprócz czujnika efektu Halla. używany do cofania silnika, podczas gdy enkodery są używane do bardziej precyzyjnego śledzenia pozycji, obrotu, prędkości i kierunku. Ponieważ czujnik efektu Halla dostarcza tylko nowe informacje o pozycji przy każdej zmianie stanu Halla, jego dokładność osiąga tylko sześć stanów dla każdego cyklu zasilania. W przypadku silników bipolarnych istnieje tylko sześć stanów na cykl mechaniczny. Potrzeba obu jest oczywista w porównaniu z enkoderem inkrementalnym, który oferuje rozdzielczość w tysiącach PPR (impulsów na obrót), które można zdekodować na czterokrotną liczbę zmian stanu.
Ponieważ jednak producenci silników muszą obecnie montować w swoich silnikach zarówno czujniki Halla, jak i enkodery inkrementalne, wielu producentów enkoderów zaczyna oferować enkodery inkrementalne z wyjściami komutowanymi, które powszechnie nazywamy po prostu enkoderami komutacyjnymi. Enkodery te zostały specjalnie zaprojektowane do zapewniają nie tylko tradycyjne ortogonalne kanały A i B (aw niektórych przypadkach kanał impulsów indeksowych Z „raz na obrót”), ale także standardowe sygnały komutacji U, V i W wymagane przez większość sterowników silników BLDC. Pozwala to zaoszczędzić silnik projektant niepotrzebny krok polegający na jednoczesnej instalacji czujnika Halla i enkodera inkrementalnego.
Chociaż zalety tego podejścia są oczywiste, istnieją znaczne kompromisy. Jak wspomniano powyżej, położenie wirnika i stojana musi być opanowane dla Silnik bezszczotkowy BLDC być skutecznie komutowane. Oznacza to, że należy zachować ostrożność, aby zapewnić prawidłowe wyrównanie kanałów U/V/W enkodera komutatora z fazą silnika BLDC.