Принципът на постояннотоковите двигатели

Принципът на управление на безчетков DC двигател е следният: За да накара двигателя да се върти, контролният блок трябва първо да определи позицията на ротора на двигателя въз основа на-сензора на Хол. След това, според намотките на статора, той определя последователността, в която се включват (или изключват) силовите транзистори в инвертора. Транзисторите AH, BH и CH (наречени мощни транзистори в горната част на рамото) и транзисторите AL, BL и CL (наречени мощни транзистори в долната част на рамото) в инвертора последователно пропускат ток през намотките на двигателя, генерирайки въртящо се по посока на часовниковата стрелка (или обратно-по часовниковата стрелка) магнитно поле. Това магнитно поле взаимодейства с магнитите на ротора, като по този начин кара двигателя да се върти по посока на часовниковата стрелка/обратно-на часовниковата стрелка. Когато роторът на двигателя се завърти до позиция, в която сензорът на Хол-отчита друг набор от сигнали, контролният блок включва следващия набор от мощни транзистори. Този цикъл продължава, позволявайки на двигателя да се върти в същата посока, докато управляващият блок реши да спре ротора на двигателя, в който момент силовите транзистори се изключват (или се включват само силовите транзистори на долното рамо). За да се обърне посоката на ротора, силовите транзистори се включват в обратна последователност.

Основният модел на превключване за мощни транзистори може да бъде илюстриран по следния начин: AH, BL → AH, CL → BH, CL → BH, AL → CH, AL → CH, BL. Въпреки това е абсолютно забранено да ги превключвате като AH, AL, BH, BL или CH, CL. Освен това, тъй като електронните компоненти винаги имат време за реакция при превключване, времето за превключване на силовите транзистори трябва да отчита това време за реакция. В противен случай, ако горното рамо (или долното рамо) не е напълно затворено, преди долното рамо (или горното рамо) да бъде отворено, ще възникне късо съединение, което ще доведе до изгаряне на силовия транзистор.

Когато моторът започне да се върти, контролният блок сравнява (или изчислява чрез софтуер) командата (съставена от скоростта, зададена от водача и скоростта на ускорение/забавяне) със скоростта на промяна на сигнала на-сензора на Хол, за да определи коя група превключватели (AH, BL, AH, CL, BH, CL или ...) трябва да бъде включена и за колко време. Ако скоростта е недостатъчна, времето за включване-е по-дълго; ако скоростта е прекомерна, времето за включване-е по-кратко. Тази част от операцията се управлява от PWM. ШИМ (ширинично-импулсна модулация) определя скоростта на двигателя и генерирането на такава ШИМ е от ключово значение за постигане на прецизен контрол на скоростта.

Високо{0}}контролът на скоростта трябва да вземе предвид дали разделителната способност на часовника на системата е достатъчна, за да се справи с времето за обработка на софтуерните инструкции. Освен това начинът, по който се осъществява достъп до промените в сигнала на-сензора на Хол също влияе върху производителността, точността и-производителността в реално време. За управление на ниска-скорост, особено стартиране на ниска-скорост, сигналът на-сензора на Хол се променя по-бавно. Следователно методът за получаване на сигнал, времето за обработка и подходящата конфигурация на контролните параметри въз основа на характеристиките на двигателя стават решаващи. Алтернативно, обратната връзка за скоростта може да се модифицира, за да се използват промените на енкодера като референция, увеличавайки разделителната способност на сигнала за по-добър контрол. Плавната работа на двигателя и добрата реакция също зависят от целесъобразността на PID управлението. Както бе споменато по-рано, безчетковите постояннотокови двигатели използват затворен -контур на управление; следователно сигналът за обратна връзка казва на контролния блок колко далеч е скоростта на двигателя от целевата скорост-това е грешката. Познаването на грешката изисква компенсация, която може да бъде постигната чрез традиционни инженерни методи за управление, като например PID управление. Състоянието и контролираната среда обаче всъщност са сложни и променливи. Ако се изисква стабилно и трайно управление, факторите, които трябва да се вземат предвид, вероятно са извън пълния контрол на традиционния инженерен контрол. Следователно размитото управление, експертните системи и невронните мрежи също ще бъдат включени във важните теории за интелигентното PID управление.