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Positionsrückmeldung für bürstenlosen Gleichstrommotor

Seit der Geburt von bürstenloser Gleichstrommotor, Hall-Effekt-Sensor war die Hauptkraft bei der Realisierung von Kommutierungsrückkopplung. Da die dreiphasige Steuerung nur drei Sensoren erfordert und niedrige Stückkosten hat, sind sie oft die wirtschaftlichste Wahl für die Umkehrung aus reiner Stücklistenkostensicht.In den Stator eingebettete Hall-Effekt-Sensoren erkennen die Position des Rotors, sodass Transistoren in der Drehstrombrücke geschaltet werden können, um den Motor anzutreiben. Die drei Ausgänge des Hall-Effekt-Sensors werden im Allgemeinen als U-, V- und W-Kanäle bezeichnet Effektsensoren können das Problem der BLDC-Motorkommutierung effektiv lösen, sie erfüllen nur die Hälfte der Anforderungen des BLDC-Systems.

Obwohl der Hall-Effekt-Sensor es dem Controller ermöglicht, den BLDC-Motor anzutreiben, ist seine Steuerung leider auf Geschwindigkeit und Richtung beschränkt.Bei einem Drehstrommotor kann der Hallsensor nur eine Winkelposition innerhalb jedes elektrischen Zyklus liefern. Mit zunehmender Polpaarzahl steigt auch die Anzahl elektrischer Zyklen pro mechanischer Umdrehung und mit zunehmender Verbreitung von BLDCs , ebenso wie die Notwendigkeit einer präzisen Positionserfassung. Um sicherzustellen, dass die Lösung robust und vollständig ist, sollte das BLDC-System Echtzeit-Positionsinformationen liefern, damit die Steuerung nicht nur Geschwindigkeit und Richtung, sondern auch zurückgelegte Entfernung und Winkelposition verfolgen kann.
Um dem Bedarf an strengeren Positionsinformationen gerecht zu werden, besteht eine gängige Lösung darin, dem BLDC-Motor einen inkrementellen Drehgeber hinzuzufügen. Typischerweise werden Inkrementalgeber zusätzlich zum Hall-Effekt-Sensor zu demselben Regelkreissystem hinzugefügt. Hall-Effekt-Sensoren sind für die Motorumkehr verwendet, während Encoder für eine genauere Verfolgung von Position, Rotation, Geschwindigkeit und Richtung verwendet werden. Da der Hall-Effekt-Sensor nur bei jeder Änderung des Hall-Zustands neue Positionsinformationen liefert, erreicht seine Genauigkeit nur sechs Zustände für jeden Leistungszyklus Bei bipolaren Motoren gibt es nur sechs Zustände pro mechanischem Zyklus. Die Notwendigkeit für beide ist offensichtlich im Vergleich zu einem Inkrementalgeber, der eine Auflösung von Tausenden von PPR (Impulse pro Umdrehung) bietet, die in die vierfache Anzahl von Zustandsänderungen decodiert werden können.
Da Motorhersteller jedoch derzeit sowohl Hall-Effekt-Sensoren als auch Inkrementalgeber in ihre Motoren einbauen müssen, beginnen viele Geberhersteller, Inkrementalgeber mit kommutierenden Ausgängen anzubieten, die wir allgemein einfach als kommutierende Geber bezeichnen. Diese Geber wurden speziell dafür entwickelt bieten nicht nur die traditionellen orthogonalen A- und B-Kanäle (und in einigen Fällen den „einmal pro Umdrehung“-Indeximpulskanal Z), sondern auch die standardmäßigen U-, V- und W-Kommutationssignale, die von den meisten BLDC-Motortreibern benötigt werden. Dies schont den Motor Designer den unnötigen Schritt, den Hallsensor und den Inkrementalgeber gleichzeitig zu installieren.
Obwohl die Vorteile dieses Ansatzes offensichtlich sind, gibt es erhebliche Kompromisse. Wie oben erwähnt, muss die Position von Rotor und Stator für die gemeistert werden Bürstenloser BLDC-Motor effektiv kommutiert werden. Das bedeutet, dass darauf geachtet werden muss, dass die U/V/W-Kanäle des Kommutator-Encoders korrekt mit der Phase des BLDC-Motors ausgerichtet sind.