Điều khiển động cơ DC không chổi than

[MotorWorld] 1. Các dạng bài tập khác nhau
Một số cấu trúc liên kết điều khiển động cơ hiện có sẵn: bàn chải, dòng điện một chiều không chổi than (BLDC), bước và cuộn cảm. Động cơ không chổi than và động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu (PMSM) là hai loại động cơ không chổi than có quan hệ mật thiết với nhau.
Động cơ không chổi than không yêu cầu chổi quét động cơ, vì vậy chúng được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng. Các cấu trúc liên kết DC không chổi than này sử dụng logic giao hoán để di chuyển rôto, do đó cải thiện hiệu suất và độ tin cậy của động cơ.
Sự chuyển mạch của động cơ chổi than được thực hiện thông qua giao diện chổi than / cổ góp. Giao diện sẽ tạo ra ma sát và hồ quang, điều này sẽ làm giảm hiệu suất của bàn chải theo thời gian. Ma sát này sinh ra nhiệt và làm giảm tuổi thọ của động cơ.
So với động cơ chổi than, động cơ không chổi than có nhiều ưu điểm hơn. Chúng tiết kiệm năng lượng hơn, nhỏ hơn, nhẹ hơn, êm hơn, đáng tin cậy hơn và bền hơn. Ngoài ra, chúng cung cấp khả năng kiểm soát tốc độ và phù hợp hơn với các ứng dụng tốc độ thay đổi.

2. Hiểu được các loại động cơ đồng bộ một chiều không chổi than và nam châm vĩnh cửu
Nguyên lý làm việc của động cơ một chiều không chổi than và động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu cũng giống như của động cơ đồng bộ. Mỗi khi rôto đổi chiều, nó sẽ tiếp tục quay cùng với stato, do đó động cơ có thể tiếp tục chạy. Tuy nhiên, hai loại cuộn dây stato của động cơ DC sử dụng hình học khác nhau, vì vậy chúng có thể tạo ra các phản ứng sức điện động ngược (BEMF) khác nhau. BEFM không chổi than là hình thang. Suất điện động trở lại của động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu có dạng hình sin nên cuộn dây quấn có dạng hình sin. Để đạt được hiệu suất cao hơn, các điện cực này thường được hoán vị bằng các sóng sin.
Động cơ điện một chiều không chổi than và động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu tạo ra sức điện động thông qua các cuộn dây của chúng trong quá trình hoạt động. Trong bất kỳ động cơ nào, suất điện động sinh ra do chuyển động được gọi là suất điện động ngược (BEMF), vì suất điện động cảm ứng trong động cơ ngược với sức điện động của máy phát.

3. Mô tả điều khiển hướng từ trường
Để điều khiển dạng sóng hình sin của động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu, cần có thuật toán điều khiển hướng trường (FOC). FOC nói chung cải thiện hiệu quả của động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu. So với bộ điều khiển hình thang DC không chổi than, bộ điều khiển hình sin của động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu phức tạp và đắt tiền hơn. Tuy nhiên, việc tăng chi phí cũng mang lại một số lợi thế, chẳng hạn như giảm tiếng ồn và sóng hài ở dạng sóng hiện tại. Ưu điểm chính của động cơ DC không chổi than là dễ điều khiển. Chọn động cơ theo yêu cầu ứng dụng.

4. Động cơ DC và PMSM không chổi than có và không có cảm biến
Động cơ DC và PMSM không chổi than có thể được trang bị hoặc không có cảm biến. Động cơ có cảm biến thích hợp cho các ứng dụng cần khởi động động cơ trong điều kiện có tải. Các động cơ này sử dụng cảm biến Hall, được nhúng vào stator điện cực. Cảm biến về cơ bản là một công tắc, và đầu ra kỹ thuật số của nó tương đương với cực của từ trường được phát hiện. Mỗi giai đoạn của động cơ yêu cầu một cảm biến Hall riêng biệt. Do đó, động cơ ba pha yêu cầu ba cảm biến Hall. Động cơ không có cảm biến cần sử dụng động cơ làm cảm biến và sử dụng thuật toán để chạy. Họ dựa vào thông tin EMF trở lại. Bằng cách lấy mẫu EMF phía sau, vị trí của rôto có thể được suy ra, loại bỏ sự cần thiết của các cảm biến phần cứng. Bất kể cấu trúc liên kết của động cơ,

5. Thuật toán phần mềm điều khiển động cơ
Hiện nay, các thuật toán phần mềm, chẳng hạn như chương trình máy tính (tức là một tập hợp các lệnh được thiết kế để thực hiện các nhiệm vụ cụ thể) được sử dụng để điều khiển động cơ đồng bộ một chiều không chổi than và nam châm vĩnh cửu. Các thuật toán phần mềm này cải thiện hiệu suất của động cơ và giảm chi phí vận hành bằng cách giám sát hoạt động của động cơ. Một số chức năng chính trong thuật toán bao gồm khởi tạo động cơ, phát hiện vị trí cảm biến Hall và kiểm tra tín hiệu chuyển mạch để tăng hoặc giảm tham chiếu dòng điện.

6. Bộ điều khiển xử lý thông tin cảm biến động cơ như thế nào
Động cơ điện một chiều không chổi than ba pha có 6 trạng thái. Như thể hiện trong hình bên dưới, mã ba chữ số có thể được sử dụng để chỉ ra số lượng mã hoạt động từ 1 đến 6. Cảm biến được sử dụng để cung cấp đầu ra dữ liệu ba bit cho 68 opcodes (1-6). Thông tin này rất hữu ích vì bộ điều khiển có thể xác định rằng khi mã hoạt động bất hợp pháp được cấp, mã hoạt động (1-6) được thực thi theo luật. Như trong hình bên dưới, thuật toán lấy mã hoạt động của cảm biến Hall và giải mã nó. Khi giá trị mã hoạt động của cảm biến Hall thay đổi, bộ điều khiển sẽ thay đổi sơ đồ truyền công suất để đạt được giao hoán. Máy tính vi mạch một chip sử dụng opcode để trích xuất thông tin truyền tải điện từ bảng tra cứu. Sau khi sử dụng lệnh sector mới để cấp nguồn cho bộ nghịch lưu ba pha, từ trường di chuyển đến vị trí mới đồng thời đẩy rôto chuyển động theo hướng chuyển động. Quá trình này sẽ được lặp lại liên tục trong khi động cơ đang chạy.

Điều khiển động cơ DC không chổi than

Có thể bạn quan tâm