وبلاگ

بازخورد موقعیت برای موتور DC بدون جاروبک

از بدو تولد موتور DC بدون جاروبکسنسور اثر هال نیروی اصلی تحقق بازخورد کموتاسیون بوده است. از آنجایی که کنترل سه فاز تنها به سه حسگر نیاز دارد و هزینه واحد پایینی دارد، آنها اغلب مقرون به صرفه ترین انتخاب برای معکوس کردن از منظر هزینه صرفا BOM هستند.سنسورهای اثر هال تعبیه شده در استاتور موقعیت روتور را تشخیص می دهند به طوری که ترانزیستورها در پل سه فاز می توانند برای به حرکت درآوردن موتور سوئیچ شوند. سنسورهای اثر می توانند به طور موثر مشکل کموتاسیون موتور BLDC را حل کنند، آنها فقط نیمی از الزامات سیستم BLDC را برآورده می کنند.

اگرچه سنسور اثر هال کنترل کننده را قادر می سازد موتور BLDC را به حرکت درآورد، متاسفانه کنترل آن به سرعت و جهت محدود می شود.در موتورهای سه فاز، حسگر اثر هال تنها می‌تواند یک موقعیت زاویه‌ای را در هر چرخه الکتریکی ایجاد کند. با افزایش تعداد جفت‌های قطب، تعداد چرخه‌های الکتریکی در هر چرخش مکانیکی افزایش می‌یابد، و با گسترش استفاده از BLDC ها بیشتر می‌شود. برای اطمینان از اینکه راه حل قوی و کامل است، سیستم BLDC باید اطلاعات موقعیت واقعی را ارائه دهد تا کنترل کننده بتواند نه تنها سرعت و جهت، بلکه مسافت سفر و موقعیت زاویه ای را نیز ردیابی کند.
برای پاسخگویی به نیاز به اطلاعات دقیق‌تر موقعیت، یک راه‌حل رایج اضافه کردن یک رمزگذار چرخشی افزایشی به موتور BLDC است. معمولاً رمزگذارهای افزایشی علاوه بر حسگر اثر هال به همان سیستم حلقه بازخورد کنترل اضافه می‌شوند. سنسورهای اثر هال نیز هستند. برای معکوس کردن موتور استفاده می شود، در حالی که از رمزگذارها برای ردیابی دقیق تر موقعیت، چرخش، سرعت و جهت استفاده می شود. از آنجایی که حسگر اثر هال فقط اطلاعات موقعیت جدیدی را در هر تغییر حالت هال ارائه می دهد، دقت آن تنها به شش حالت برای هر چرخه قدرت می رسد. موتورهای دوقطبی، تنها شش حالت در هر چرخه مکانیکی وجود دارد. نیاز به هر دو در مقایسه با یک رمزگذار افزایشی که وضوح را در هزاران PPR (پالس در هر دور) ارائه می‌کند، آشکار است، که می‌تواند به چهار برابر تعداد تغییرات حالت رمزگشایی شود.
با این حال، از آنجایی که تولیدکنندگان موتور در حال حاضر باید هم سنسورهای اثر هال و هم انکودرهای افزایشی را در موتورهای خود مونتاژ کنند، بسیاری از تولیدکنندگان انکودر شروع به ارائه انکودرهای افزایشی با خروجی های جابجایی کرده اند، که ما معمولاً آنها را صرفاً به عنوان انکودرهای جابجایی می نامیم. این انکودرها به طور ویژه طراحی شده اند تا نه تنها کانال های متعامد سنتی A و B (و در برخی موارد کانال پالس شاخص "یک بار در هر نوبت" Z)، بلکه سیگنال های کموتاسیون استاندارد U، V و W که توسط اکثر درایورهای موتور BLDC مورد نیاز است را ارائه می دهد. این باعث صرفه جویی در موتور می شود. طراح مرحله غیر ضروری نصب همزمان سنسور جلوه هال و رمزگذار افزایشی.
اگر چه مزایای این روش آشکار است، معاوضه های قابل توجهی وجود دارد. همانطور که در بالا ذکر شد، موقعیت روتور و استاتور باید برای موتور براشلس BLDC این به این معنی است که باید مراقب بود که کانال های U/V/W رمزگذار کموتاتور به درستی با فاز موتور BLDC همراستا باشند.