БЛОГ

Обратна връзка за позиция за безчетков DC мотор

От раждането на безчетков DC мотор, сензорът с ефект на Хол е основната сила за реализиране на комутационна обратна връзка. Тъй като трифазното управление изисква само три сензора и има ниска единична цена, те често са най-икономичният избор за реверсиране от гледна точка чисто на BOM разходите.Сензори с ефект на Хол, вградени в статора, откриват позицията на ротора, така че транзисторите в трифазния мост да могат да се превключват, за да задвижват двигателя. Трите изхода на сензора с ефект на Хол обикновено са обозначени като U, V и W канали. Въпреки че Hall сензорите за ефект могат ефективно да решат проблема с комутацията на BLDC двигателя, те отговарят само на половината от изискванията на системата BLDC.

Въпреки че сензорът за ефекта на Хол позволява на контролера да задвижва BLDC мотора, неговото управление за съжаление е ограничено до скорост и посока.В трифазен двигател сензорът с ефект на Хол може да осигури само ъглова позиция в рамките на всеки електрически цикъл. С увеличаването на броя на двойките полюси нараства и броят на електрическите цикли на механично въртене и тъй като използването на BLDC става все по-широко разпространено , както и необходимостта от прецизно отчитане на позицията. За да се гарантира, че решението е стабилно и завършено, системата BLDC трябва да предоставя информация за позицията в реално време, така че контролерът да може да следи не само скоростта и посоката, но и разстоянието на пътуване и ъгловата позиция.
За да се отговори на необходимостта от по-строга информация за позицията, общоприето решение е да се добави инкрементален ротационен енкодер към BLDC двигателя. Обикновено инкременталните енкодери се добавят към същата система за обратна връзка за управление в допълнение към сензора за ефект на Хол. Сензорите за ефект на Хол са използва се за реверсиране на двигателя, докато енкодерите се използват за по-прецизно проследяване на позиция, въртене, скорост и посока. Тъй като сензорът за ефект на Хол предоставя нова информация за позиция само при всяка промяна на състоянието на Хол, неговата точност достига само шест състояния за всеки цикъл на захранване. биполярни двигатели, има само шест състояния на механичен цикъл. Нуждата и от двете е очевидна в сравнение с инкрементален енкодер, който предлага резолюция в хиляди PPR (импулси на оборот), които могат да бъдат декодирани в четири пъти броя на промените в състоянието.
Въпреки това, тъй като производителите на двигатели в момента трябва да сглобяват както сензори с ефект на Хол, така и инкрементални енкодери в своите двигатели, много производители на енкодери започват да предлагат инкрементални енкодери с комутиращи изходи, които обикновено наричаме просто комутиращи енкодери. Тези енкодери са специално проектирани да осигуряват не само традиционните ортогонални A и B канали (и в някои случаи индексния импулсен канал „веднъж на оборот“ Z), но и стандартните U, V и W комутационни сигнали, изисквани от повечето BLDC двигателни драйвери. Това спестява двигателя дизайнер ненужната стъпка от инсталиране както на сензора за ефект на Хол, така и на инкременталния енкодер едновременно.
Въпреки че предимствата на този подход са очевидни, има значителни компромиси. Както бе споменато по-горе, позицията на ротора и статора трябва да бъде усвоена за BLDC безчетков мотор да бъдат ефективно комутирани. Това означава, че трябва да се внимава U/V/W каналите на комутационния енкодер да са правилно подравнени с фазата на BLDC двигателя.