1Τι είναι το ΕΜΠ πίσω;

Όταν ο περιστροφέας μόνιμου μαγνήτη ενός κινητήρα BLDC περιστρέφεται, το μαγνητικό του πεδίο κινείται σε σχέση με τις περιστροφές του στατήρα και προκαλεί τάση στις φάσεις του κινητήρα.

Αυτή η παραγόμενη τάση ονομάζεται ηλεκτροκινητική δύναμη (back-EMF ή BEMF).

Σε έναν τριφασικό κινητήρα BLDC χωρίς αισθητήρα, η μορφή κύματος EMF πίσω περιέχει πληροφορίες που σχετίζονται με τη θέση του περιστροφίου και την ταχύτητα του κινητήρα.

Σε ένα συμβατικό σύστημα BLDC χωρίς αισθητήρες έξι βημάτων, δύο φάσεις κινητήρα ενεργοποιούνται ενώ η τρίτη φάση αφήνεται να επιπλέει.

2Πώς λειτουργεί η ανίχνευση μηδενικών διασταυρώσεων πίσω από το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο;

Η βασική διαδικασία μπορεί να συνοψιστεί ως εξής:

Γύρισμα κινητήρα → Γεννήση ΕΜΠ προς τα πίσω → Ανίχνευση μηδενικού διασταύρωσης → Εκτίμηση θέσης ροτόρα → Μετατροπή

Κατά τη διάρκεια κάθε τομέα μετατροπής, μια μοτοσφαιρική φάση δεν κινείται ενεργά.

Για ένα τυπικό σύστημα BLDC έξι βημάτων, το σημείο διασταύρωσης μηδέν έχει καθορισμένη ηλεκτρική σχέση με το επόμενο σημείο μετατροπής.ο ελεγκτής χρησιμοποιεί καθυστέρηση που αντιστοιχεί σε περίπου 30 ηλεκτρικά βαθμούς για να καθορίσει τον κατάλληλο χρόνο μετάβασης.

Η αναφορά μπορεί να καθοριστεί χρησιμοποιώντας το ουδέτερο σημείο του κινητήρα ή, σε κοινές εφαρμογές, περίπου το ήμισυ της τάσης της διαδρομής συνεχούς ρεύματος (Vbus/2).

3Γιατί η Τρίτη Φάση έχει μείνει να επιπλέει;

Ένας τριφασικός κινητήρας BLDC έχει τρεις τυλιγμούς: U, V και W.

Σε μια συμβατική σειρά μετατροπής χωρίς αισθητήρα έξι βημάτων, δύο φάσεις οδηγούνται και η υπόλοιπη φάση πλέει ηλεκτρικά.

Η πλωτή φάση παρέχει έναν σχετικά άμεσο τρόπο παρατήρησης του αντι-EMF που παράγεται από τον κινητήρα χωρίς άμεση μέτρηση της θέσης του περιστροφίου.

Αυτή είναι μια από τις βασικές διαφορές μεταξύ του παραδοσιακού BLDC ελέγχου χωρίς αισθητήρες σε έξι βήματα και της εκτίμησης θέσης χωρίς αισθητήρες με βάση το FOC.Επομένως, η παραδοσιακή ανίχνευση μηδενικής διέλευσης σε πλωτή φάση δεν είναι άμεσα εφαρμοστέα..

4Γιατί δεν μπορεί να λειτουργήσει η ανίχνευση ΕΜΠ σε μηδενική ταχύτητα;

Αυτός είναι ένας από τους σημαντικότερους περιορισμούς του ελέγχου BLDC χωρίς αισθητήρες.

Όταν ο κινητήρας είναι ακίνητος, ουσιαστικά δεν υπάρχει αντίστροφο EMF.

Καθώς η ταχύτητα του κινητήρα αυξάνεται, το back-EMF γίνεται ισχυρότερο και ευκολότερο να ανιχνευθεί.

Ένας ελεγκτής BLDC χωρίς αισθητήρες χρησιμοποιεί συνήθως μια ακολουθία ανοικτού βρόχου ή αναγκαστικής εκκίνησης για να επιταχύνει τον κινητήρα μέχρι το σήμα EMF πίσω να γίνει αρκετά ισχυρό για αξιόπιστη ανίχνευση θέσης.

Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η απόδοση εκκίνησης είναι μια κρίσιμη εξέταση κατά την επιλογή ενός μη αισθητήρα BLDC driver.

5Τι επηρεάζει την ακρίβεια ανίχνευσης των ΕΜΠ;

Σε ένα πραγματικό κινητικό σύστημα, η σχήμα κύματος του EMF δεν είναι τέλεια καθαρή.

Αρκετοί παράγοντες μπορούν να επηρεάσουν την ανίχνευση:

• Ασφάλεια της λειτουργίας
  Η εναλλαγή υψηλής συχνότητας από τη γέφυρα MOSFET μπορεί να εισαγάγει θόρυβο στην ανιχνευόμενη τάση φάσης.
• Καθορισμός
  Η επαγωγικότητα περιστροφής του κινητήρα και οι μεταβάσεις εναλλαγής μπορούν να δημιουργήσουν ηχογράφηση τάσης γύρω από γεγονότα μετατροπής.
• Παράμετροι κινητήρα
  Η σχήμα κύματος του πίσω EMF εξαρτάται από την κατασκευή του κινητήρα, τα χαρακτηριστικά περιστροφής, την ταχύτητα, το φορτίο και άλλες ηλεκτρικές παραμέτρους.
• Λειτουργία χαμηλής ταχύτητας
  Σε χαμηλές ταχύτητες, το πλάτος και η κλίση του EMF είναι μικρά, καθιστώντας την ανίχνευση του μηδενικού διασταυρώματος πιο δύσκολη.
• ΕΜΕ
  Η κακή διάταξη PCB, τα μακριά καλώδια κινητήρα και η σύνδεση υψηλού ρεύματος μπορούν να προκαλέσουν επιπλέον παρεμβολές.

Ως εκ τούτου, ένας αξιόπιστος έλεγχος χωρίς αισθητήρες απαιτεί κατάλληλο φιλτράρισμα σήματος, απόρριψη θορύβου, χρονισμό μετάβασης και έλεγχο εκκίνησης.Το μικροτσίπ εντοπίζει ειδικά τον θόρυβο PWM και την επαγωγική κλήση ως πρακτικές προκλήσεις για την ανίχνευση μηδενικής διέλευσης.

6Πώς η Juyi Tech εφαρμόζει την ανίχνευση πίσω από τα ηλεκτρομαγνητικά πεδία;

Η JUYI Tech αναπτύσσει IC ελέγχου κινητήρα BLDC χωρίς αισθητήρες και πίνακες οδηγών που έχουν σχεδιαστεί για εφαρμογές όπου δεν απαιτούνται αισθητήρες Hall.

Το JY03B Sensorless BLDC Motor Control IC ενσωματώνει το κύκλωμα ελέγχου κινητήρα, τους οδηγούς πύλης MOSFET και τον εσωτερικό έλεγχο τάσης, ενώ χειρίζεται την ανίχνευση EMF, ανίχνευση φάσης,Έλεγχος εκκίνησης, και λειτουργίες προστασίας μέσω μιας αρχιτεκτονικής που βασίζεται σε υλικό.

Οι βασικές προδιαγραφές του JY03B περιλαμβάνουν:

• Δραστηριακή τάση: 936 V DC
• Πακέτο: SSOP-28
• Χωρίς αισθητήρες τριφασικός έλεγχος BLDC
• Συχνολογία PWM 16 kHz
• Αναλογικός έλεγχος ταχυτήτων: 0 ̊5 V
• Ανώτατη οδήγηση με πλευρική πύλη: έως 600 mA
• Δυναμικό χαμηλής πλευράς: έως 800 mA
• Εξωτερικό στάδιο ισχύος MOSFET
• Ελέγχος με βάση το υλικό χωρίς να απαιτείται firmware MCU

Για τους μηχανικούς που αναπτύσσουν έναν κινητήρα BLDC χωρίς αισθητήρες, ο JY03B μπορεί επομένως να μειώσει την ποσότητα των εξωτερικών κυκλωμάτων ελέγχου και την ανάπτυξη firmware που απαιτείται.

7. Γιατί η ανίχνευση των πίσω ηλεκτρομαγνητικών πεδίων είναι σημαντική για τους οδηγούς BLDC;

Η αξιόπιστη ανίχνευση των ηλεκτρομαγνητικών πεδίων αντίστροφης ακτινοβολίας επηρεάζει άμεσα:

• Ξεκίνηση κινητήρα
• Ακριβότητα μετατροπής
• Σταθερότητα ταχύτητας
• Δυναμική ροπής
• Αποτελεσματικότητα
• Θόρυβος του κινητήρα
• Λειτουργία υψηλής ταχύτητας
• Προσαρμοστικότητα φορτίου

Η κακή αντιστοίχιση κινητήρα και ελεγκτή μπορεί να έχει ως αποτέλεσμα:

• Αποτυχία εκκίνησης
• Αντίστροφη περιστροφή
• Δονήσεις του κινητήρα
• Απώλεια συγχρονισμού
• Υπερβολικό ρεύμα
• Υπερθέρμανση MOSFET
• Ασταθής ταχύτητα

Ως εκ τούτου, η επιλογή ενός ελεγκτή BLDC δεν πρέπει να βασίζεται μόνο στις ονομαστικές τάσεις και ρεύματα.

Συχνές Ερωτήσεις

Ε1.Τι είναι το Back EMF σε έναν κινητήρα BLDC;

Το πίσω ηλεκτρομαγνητικό πεδίο είναι η τάση που προκαλείται στις περιέλιξεις του κινητήρα όταν περιστρέφεται ο ρότορας μόνιμου μαγνήτη.

Ε2. Πώς ένας μη αισθητήρας BLDC ελεγκτής ανιχνεύει τη θέση του ρότορα;

Ο ελεγκτής παρακολουθεί το πίσω ηλεκτρομαγνητικό πεδίο της πλωτής φάσης κινητήρα και ανιχνεύει το μηδενικό του πέρασμα.

Ε3.Μπορεί ένας κινητήρας BLDC να ξεκινήσει χρησιμοποιώντας μόνο ανίχνευση Back-EMF;

Σε μηδενική ταχύτητα υπάρχει ελάχιστο ή καθόλου ΕΜΠ.Έτσι, ένας μη αισθητήρας ελεγκτής χρειάζεται κανονικά μια αρχική εκκίνηση ή ανοικτή κυκλική ακολουθία μετατροπής πριν από την αξιόπιστη ανίχνευση BEMF είναι διαθέσιμη.

Q4. Τι είναι η ανίχνευση μηδενικής διέλευσης σε έναν κινητήρα BLDC;

Η ανίχνευση μηδενικής διέλευσης προσδιορίζει πότε το ελεγχόμενο EMF φτάνει στο σημείο διέλευσης αναφοράς του.Αυτό το γεγονός χρησιμοποιείται για την εκτίμηση της θέσης του περιστροφίου και το χρονοδιάγραμμα της επόμενης μετατόπισης.

Ε.5. Είναι η ανίχνευση ΕΜΠ πίσω το ίδιο με την ανίχνευση FOC;

Η παραδοσιακή ανίχνευση μηδενικών διασταυρώσεων ΕΜΠ είναι συνήθως συνδεδεμένη με έξι βήματα BLDC χωρίς αισθητήρα.Το FOC χωρίς αισθητήρα εκτιμά γενικά τη θέση του περιστροφίου χρησιμοποιώντας μετρημένες τάσεις/στροφικά ρεύματα και ένα μοντέλο κινητήρα ή παρατηρητή αντί να βασίζεται σε μια διασταύρωση μηδενικού κύκλου πλωτής φάσης.

Ε6: Ποιος είναι ο καλύτερος BLDC ελεγκτής χωρίς αισθητήρες;

Η σωστή επιλογή εξαρτάται από την τάση του κινητήρα, το ρεύμα, την ταχύτητα, το φορτίο εκκίνησης, τα χαρακτηριστικά του Back-EMF, τις απαιτήσεις ελέγχου, τις λειτουργίες προστασίας,και προϋποθέσεις εφαρμογής.

Συμπεράσματα

Η ανίχνευση ΕΜΠ είναι μια από τις βασικές τεχνολογίες πίσω από τον έλεγχο κινητήρα BLDC χωρίς αισθητήρες.Επιτρέπει σε έναν ελεγκτή να εκτιμήσει τη θέση του περιστροφίου από το ηλεκτρικό σήμα του κινητήρα αντί να χρησιμοποιεί αισθητήρες Hall, καθιστώντας το σύστημα απλούστερο, πιο συμπαγές και δυνητικά πιο οικονομικό.

Ωστόσο, η επιτυχής λειτουργία χωρίς αισθητήρες εξαρτάται από περισσότερα από την απλή ανίχνευση ενός μηδενικού διασταυρώματος.,Η διάταξη PCB και το φορτίο εφαρμογής πρέπει να λαμβάνονται υπόψη.

Το JY03B χωρίς αισθητήρες BLDC IC ελέγχου κινητήρα της JUYI Tech έχει σχεδιαστεί για να απλοποιήσει αυτό το είδος αρχιτεκτονικής ελέγχου κινητήρα μέσω μιας ολοκληρωμένης λύσης βασισμένης σε υλικό,ενώ η JUYI Tech παρέχει επίσης αντίστοιχες BLDC πλακέτες οδηγών και υποστήριξη εφαρμογών για την αντιστοίχιση κινητήρα και ανάπτυξη συστήματος.

Ψάχνετε για ένα χωρίς αισθητήρες BLDC IC οδηγού κινητήρα; Εξερευνήστε το JY03B / JY02A Sensorless BLDC Motor Control IC της JUYI Tech και τις JYQD σειράς BLDC πίνακες οδηγών για πρακτικές λύσεις ελέγχου κινητήρα.