วิธีการสับเปลี่ยนตัวควบคุมมอเตอร์กระแสตรงแบบไร้แปรงถ่าน: เซ็นเซอร์เอฟเฟกต์ฮอลล์ ตัวเข้ารหัส หรือหม้อแปลงแบบหมุน

ตัวควบคุมมอเตอร์กระแสตรงแบบไร้แปรงถ่าน (
มอเตอร์ควบคุมมอเตอร์ BLDC) เป็นชนิดของพลังงานกระแสตรงและผ่านตัวควบคุมมอเตอร์ภายนอกถูกนำมาใช้ในการควบคุมการสับเปลี่ยนทางอิเล็กทรอนิกส์ของตัวควบคุมมอเตอร์ ก่อนที่จะสำรวจมอเตอร์ตัวเลือกป้อนกลับของตัวควบคุมมอเตอร์ BLDC การทำความเข้าใจว่าทำไมจึงจำเป็นจึงเป็นสิ่งสำคัญ ตัวควบคุมมอเตอร์ BLDC สามารถกำหนดค่าสำหรับมอเตอร์เฟสเดียว สองเฟส และสามเฟส; หนึ่งในการกำหนดค่าที่ใช้บ่อยที่สุดสำหรับสามเฟส หมายเลขเฟสตรงกับจำนวนขดลวดสเตเตอร์และหมายเลขขั้วแม่เหล็กของโรเตอร์ตามความต้องการใช้งานที่แตกต่างกันสามารถเป็นตัวเลขใดก็ได้ เนื่องจากตัวควบคุมมอเตอร์ BLDC ของมอเตอร์โรเตอร์ที่ได้รับผลกระทบจากการหมุนของเสาสเตเตอร์ ดังนั้นจึงต้องติดตามตำแหน่งขั้วแม่เหล็กสเตเตอร์ เพื่อขับเคลื่อนตัวควบคุมมอเตอร์สามเฟสได้อย่างมีประสิทธิภาพ ดังนั้นเพื่อใช้ตัวควบคุมตัวควบคุมมอเตอร์ในสามเฟสที่สร้างขึ้นบนตัวควบคุมโหมดการเปลี่ยนหกขั้นตอน หกขั้นตอน (หรือเฟสย้อนกลับ) สนามแม่เหล็กไฟฟ้าเคลื่อนที่ซึ่งทำให้เพลาโรเตอร์เคลื่อนที่ตัวควบคุมมอเตอร์แม่เหล็กถาวร โดยใช้ลำดับการเปลี่ยนตัวควบคุมมอเตอร์ dc แบบไร้แปรงถ่านมาตรฐาน ตัวควบคุมตัวควบคุมมอเตอร์แบบไร้แปรงถ่านสามารถใช้สัญญาณมอดูเลตความกว้างพัลส์ความถี่สูง (脉宽调制) สัญญาณ ช่วยลดตัวควบคุมมอเตอร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพภายใต้แรงดันไฟฟ้าเฉลี่ย เพื่อเปลี่ยนตัวควบคุมความเร็วมอเตอร์ นอกจากนี้ การตั้งค่านี้โดยแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้ายังใช้กับตัวควบคุมมอเตอร์ทุกชนิด ซึ่งช่วยเพิ่มความยืดหยุ่นในการออกแบบอย่างมาก แม้ว่าแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดของแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงจะสูงกว่าตัวควบคุมมอเตอร์อย่างมากก็ไม่มีข้อยกเว้น เพื่อให้ระบบสัมพันธ์กับข้อได้เปรียบด้านประสิทธิภาพของแปรง จำเป็นต้องติดตั้งตัวควบคุมมอเตอร์กระแสตรงแบบไร้แปรงถ่านและตัวควบคุมระหว่างวงจรควบคุมที่เข้มงวดมาก ความสำคัญของเทคโนโลยีตอบรับรวมอยู่ในที่นี้ ตัวควบคุมเพื่อรักษาการควบคุมที่แม่นยำของตัวควบคุมมอเตอร์ จะต้องควบคุมตำแหน่งที่แน่นอนของสเตเตอร์ที่สัมพันธ์กับโรเตอร์เสมอ ความคาดหวังและตำแหน่งจริงใดๆ ที่ไม่จัดตำแหน่งหรือการเปลี่ยนเฟสอาจทำให้เกิดสถานการณ์ที่ไม่คาดคิดและประสิทธิภาพการทำงานลดลง ตัวควบคุมสำหรับสับเปลี่ยนมอเตอร์กระแสตรงแบบไร้แปรงถ่านสามารถนำมาใช้ได้หลายวิธีเพื่อให้ได้ผลตอบรับนี้ แต่วิธีที่พบบ่อยที่สุดคือการใช้เซ็นเซอร์ฮอลล์เอฟเฟกต์ ตัวเข้ารหัส หรือหม้อแปลงแบบหมุน นอกจากนี้ แอปพลิเคชันบางตัวยังต้องอาศัยเทคโนโลยีการสับเปลี่ยนแบบไร้เซ็นเซอร์เพื่อรับทราบผลตอบรับ ข้อเสนอแนะตำแหน่งตั้งแต่กำเนิดของตัวควบคุมมอเตอร์ dc แบบไร้แปรง เซ็นเซอร์เอฟเฟกต์ฮอลล์ได้ดำเนินการย้อนกลับข้อเสนอแนะหลัก ต้องการเซ็นเซอร์เพียงสามตัวสำหรับการควบคุมสามเฟสและลดต้นทุนต่อหน่วย ดังนั้นจากต้นทุนมุมของ BOM พวกเขามักจะตระหนักถึงการกลับตัวเลือกที่ประหยัดที่สุด ตัวควบคุมมอเตอร์ฝังอยู่ในสเตเตอร์ของเซ็นเซอร์เอฟเฟกต์ฮอลล์เพื่อตรวจจับตำแหน่งโรเตอร์ เพื่อให้คุณสามารถเปลี่ยนทรานซิสเตอร์เพื่อขับเคลื่อนตัวควบคุมมอเตอร์ของสะพานสามเฟส โดยทั่วไปเอาต์พุตเซ็นเซอร์เอฟเฟกต์ฮอลล์สามตัวจะมีเครื่องหมาย U, V และ W แม้ว่าเซ็นเซอร์เอฟเฟกต์ฮอลล์สามารถแก้ปัญหาการย้อนกลับของมอเตอร์ควบคุมมอเตอร์ BLDC ได้อย่างมีประสิทธิภาพ แต่พวกมันเพิ่งพบมอเตอร์ระบบ BLDC ที่จำเป็นเพียงครึ่งเดียว แม้ว่าเซ็นเซอร์เอฟเฟกต์ฮอลล์อาจทำให้คอนโทรลเลอร์ขับเคลื่อนตัวควบคุมมอเตอร์ dc แบบไร้แปรงถ่าน แต่น่าเสียดายที่ควบคุมความเร็วและทิศทางเท่านั้น ในตัวควบคุมมอเตอร์สามเฟส เซ็นเซอร์เอฟเฟกต์ฮอลล์สามารถระบุตำแหน่งมุมภายในวงจรไฟฟ้าแต่ละวงเท่านั้น จำนวนขั้วไฟฟ้าที่หมุนด้วยกลไกเพิ่มขึ้น และเนื่องจากมอเตอร์ที่ใช้ BLDC ได้รับความนิยมมากขึ้น ความต้องการการตรวจจับตำแหน่งที่แม่นยำก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน เพื่อให้มั่นใจว่าการแก้ปัญหาเป็นไปอย่างสมบูรณ์และสมบูรณ์ ระบบ BLDC ควรจัดเตรียมมอเตอร์ข้อมูลตำแหน่งแบบเรียลไทม์ เพื่อให้ตัวควบคุมไม่เพียงแต่สามารถติดตามความเร็วและทิศทางเท่านั้น แต่ยังสามารถติดตามระยะการเดินทางและตำแหน่งมุมได้อีกด้วย เพื่อตอบสนองความต้องการข้อมูลตำแหน่งที่เข้มงวดมากขึ้น วิธีแก้ไขปัญหาทั่วไปคือการเพิ่มตัวเข้ารหัสแบบโรตารีแบบเพิ่มหน่วยควบคุมมอเตอร์กระแสตรงแบบไร้แปรงถ่าน โดยปกติแล้ว นอกเหนือจากเซ็นเซอร์เอฟเฟกต์ฮอลล์แล้วจะอยู่ในระบบควบคุมลูปป้อนกลับป้อนกลับตัวเข้ารหัสแบบเพิ่มหน่วยเดียวกัน เซ็นเซอร์ฮอลล์เอฟเฟกต์ที่ใช้สำหรับการถอยหลังและตัวเข้ารหัสของตัวควบคุมมอเตอร์ใช้เพื่อติดตามตำแหน่ง การหมุน ความเร็ว และทิศทางได้แม่นยำยิ่งขึ้น เนื่องจากเซ็นเซอร์เอฟเฟกต์ฮอลล์ในแต่ละฮอลล์มีการเปลี่ยนแปลงสถานะเท่านั้นที่จะให้ข้อมูลตำแหน่งใหม่ ดังนั้นความแม่นยำจึงเข้าถึงทุกรอบพลังงานเพียงหกสถานะเท่านั้น และสำหรับตัวควบคุมมอเตอร์แบบไบโพลาร์ จะมีเพียง 6 สถานะสำหรับแต่ละรอบการทำงานของเครื่องจักร และสามารถให้ความละเอียดเป็นพัน PPR (หมุนแต่ละหมายเลขพัลส์) ตัวเข้ารหัสที่เพิ่มขึ้นนับล้านสามารถถอดรหัสได้สี่เท่าของจำนวนการเปลี่ยนแปลงสถานะ) เมื่อเปรียบเทียบกับทั้งความจำเป็นที่เห็นได้ชัด