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Retroalimentación de posición para motor CC sin escobillas

Desde el nacimiento de motor CC sin escobillas, El sensor de efecto Hall ha sido la fuerza principal para realizar la retroalimentación de conmutación. Dado que el control trifásico requiere solo tres sensores y tiene un costo unitario bajo, a menudo son la opción más económica para invertir desde una perspectiva puramente de costo de lista de materiales.Los sensores de efecto Hall incrustados en el estator detectan la posición del rotor para que los transistores en el puente trifásico se puedan cambiar para impulsar el motor. Las tres salidas del sensor de efecto Hall generalmente están etiquetadas como canales U, V y W. Aunque Hall Los sensores de efecto pueden resolver eficazmente el problema de la conmutación del motor BLDC, solo cumplen la mitad de los requisitos del sistema BLDC.

Aunque el sensor de efecto Hall permite que el controlador controle el motor BLDC, lamentablemente su control se limita a la velocidad y la dirección.En un motor trifásico, el sensor de efecto Hall solo puede proporcionar una posición angular dentro de cada ciclo eléctrico. A medida que aumenta el número de pares de polos, también aumenta el número de ciclos eléctricos por rotación mecánica, y a medida que se generaliza el uso de BLDC. , también lo hace la necesidad de una detección de posición precisa. Para garantizar que la solución sea sólida y completa, el sistema BLDC debe proporcionar información de posición en tiempo real para que el controlador pueda rastrear no solo la velocidad y la dirección, sino también la distancia de viaje y la posición angular.
Para satisfacer la necesidad de información de posición más estricta, una solución común es agregar un codificador rotatorio incremental al motor BLDC. Por lo general, los codificadores incrementales se agregan al mismo sistema de circuito de retroalimentación de control además del sensor de efecto Hall. Los sensores de efecto Hall son se utiliza para la inversión del motor, mientras que los codificadores se utilizan para un seguimiento más preciso de la posición, la rotación, la velocidad y la dirección. Dado que el sensor de efecto Hall solo proporciona nueva información de posición en cada cambio de estado Hall, su precisión solo alcanza seis estados para cada ciclo de potencia. motores bipolares, solo hay seis estados por ciclo mecánico. La necesidad de ambos es obvia cuando se compara con un codificador incremental que ofrece una resolución en miles de PPR (pulsos por revolución), que se puede decodificar en cuatro veces el número de cambios de estado.
Sin embargo, dado que los fabricantes de motores actualmente tienen que ensamblar tanto sensores de efecto Hall como codificadores incrementales en sus motores, muchos fabricantes de codificadores están comenzando a ofrecer codificadores incrementales con salidas de conmutación, a los que comúnmente nos referimos simplemente como codificadores de conmutación. Estos codificadores han sido especialmente diseñados para proporcionan no solo los canales A y B ortogonales tradicionales (y en algunos casos el canal Z de pulso de índice "una vez por vuelta"), sino también las señales de conmutación estándar U, V y W requeridas por la mayoría de los controladores de motor BLDC. diseñador el paso innecesario de instalar tanto el sensor de efecto Hall como el codificador incremental al mismo tiempo.
Aunque las ventajas de este enfoque son obvias, existen compensaciones significativas. Como se mencionó anteriormente, la posición del rotor y el estator debe dominarse para el Motor sin escobillas BLDC ser conmutado efectivamente. Esto significa que se debe tener cuidado para asegurar que los canales U/V/W del codificador del conmutador estén correctamente alineados con la fase del motor BLDC.