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1. Diferentes tipos de exercício
Várias topologias de controle de motor estão disponíveis atualmente: escovas, corrente contínua sem escovas (BLDC), steppers e indutores. Motores sem escova e motores síncronos de ímã permanente (PMSM) são dois tipos de motores sem escova que estão intimamente relacionados.
Os motores sem escova não requerem escovas de motor, por isso são amplamente usados em muitas aplicações. Essas topologias CC sem escovas usam lógica de comutação para mover o rotor, melhorando assim a eficiência e a confiabilidade do motor.
A comutação do motor da escova é realizada através da interface escova / comutador. A interface irá gerar atrito e arco, o que reduzirá o desempenho da escova ao longo do tempo. Esse atrito gera calor e encurta a vida útil do motor.
Comparados com os motores com escova, os motores sem escova têm muitas vantagens. Eles são mais eficientes em termos de energia, menores, mais leves, mais silenciosos, mais confiáveis e mais duráveis. Além disso, eles fornecem controle de velocidade e são mais adequados para aplicações de velocidade variável.
2. Compreender os tipos de motores síncronos sem escova DC e de ímã permanente
O princípio de funcionamento de
motor redutor DC sem escova e o motor síncrono de ímã permanente é o mesmo que o motor síncrono. Cada vez que o rotor muda de direção, ele continuará girando com o estator, para que o motor possa continuar a funcionar. No entanto, os dois tipos de enrolamentos do estator do motor DC usam geometrias diferentes, de modo que podem gerar diferentes respostas de força eletromotriz de retorno (BEMF). O BEFM brushless é trapezoidal. A força eletromotriz de retorno do motor síncrono de ímã permanente é sinusoidal, portanto, o enrolamento da bobina é sinusoidal. Para obter um melhor desempenho, esses eletrodos geralmente são comutados com ondas senoidais.
Motores CC sem escova e motores síncronos de ímã permanente geram força eletromotriz por meio de seus enrolamentos durante a operação. Em qualquer motor, a força eletromotriz gerada devido ao movimento é chamada de força eletromotriz de retorno (BEMF), porque a força eletromotriz induzida no motor é oposta à força eletromotriz do gerador.
3. Descrição do controle de direção do campo magnético
Para controlar a forma de onda senoidal de um motor síncrono de ímã permanente, é necessário um algoritmo de controle orientado a campo (FOC). O FOC geralmente melhora a eficiência dos motores síncronos de ímã permanente. Comparado com o controlador trapezoidal CC sem escova, o controlador senoidal do motor síncrono de ímã permanente é mais complicado e caro. Porém, o aumento do custo também traz algumas vantagens, como redução do ruído e dos harmônicos na forma de onda da corrente. A principal vantagem dos motores CC sem escovas é que eles são fáceis de controlar. Escolha o motor de acordo com os requisitos da aplicação.
4. Motores DC e PMSM sem escova com e sem sensores
Os motores DC e PMSM sem escova podem ser equipados com ou sem sensores. Motores com sensores são adequados para aplicações que precisam dar partida no motor sob condições de carga. Esses motores usam sensores Hall, que estão embutidos no estator do eletrodo. O sensor é essencialmente um interruptor e sua saída digital é equivalente à polaridade do campo magnético detectado. Cada estágio do motor requer um sensor Hall separado. Portanto, um motor trifásico requer três sensores Hall. Um motor sem sensor precisa usar o motor como um sensor e usar um algoritmo para funcionar. Eles contam com informações de EMF de volta. Ao amostrar o EMF traseiro, a posição do rotor pode ser inferida, eliminando a necessidade de sensores de hardware. Independentemente da topologia do motor, o controle dessas máquinas requer o conhecimento da posição do rotor para que o motor possa comutar de forma eficaz.
5. Algoritmo do software de controle do motor
Agora, algoritmos de software, como programas de computador (ou seja, um conjunto de instruções projetado para executar tarefas específicas) são usados para controlar DC sem escova e motores síncronos de ímã permanente. Esses algoritmos de software melhoram a eficiência do motor e reduzem o custo operacional monitorando a operação do motor. Algumas das funções principais no algoritmo incluem inicialização do motor, detecção de posição do sensor Hall e inspeção do sinal de comutação para aumentar ou diminuir a referência de corrente.
6. Como o controlador processa as informações do sensor do motor
Os motores DC sem escova trifásicos têm 6 estados. Conforme mostrado na figura abaixo, um código de três dígitos pode ser usado para indicar o número de códigos operacionais entre 1 e 6. O sensor é usado para fornecer saída de dados de três bits para 68 opcodes (1-6). Esta informação é muito útil porque o controlador pode determinar que quando um código de operação ilegal é emitido, o código de operação de operação (1-6) é executado de acordo com a lei. Conforme mostrado na figura abaixo, o algoritmo obtém o código de operação do sensor Hall e o decodifica. Quando o valor do código operacional do sensor Hall muda, o controlador muda o esquema de transmissão de energia para obter a comutação. O microcomputador de chip único usa o opcode para extrair as informações de transmissão de energia da tabela de consulta. Depois de usar o novo comando de setor para fornecer energia ao inversor trifásico, o campo magnético se move para uma nova posição enquanto empurra o rotor para se mover na direção do movimento. Este processo será repetido continuamente enquanto o motor estiver funcionando.
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