¿Cómo funciona realmente el controlador de velocidad del motor BA6220?

  

¿Qué estabilidad de RPM se puede esperar? tensión de alimentación y mecánica   cargar?

El sumidero de corriente interno del chip requiere un poco de voltaje de alimentación adicional (quizás unos pocos voltios). Se necesita una tensión de alimentación adicional superior a la requerida por el sumidero de corriente para compensar la resistencia interna del motor. Una muy alta tensión de alimentación permite un mayor rango de control de velocidad. Sin embargo, el chip se sobrecalentará fácilmente para una entrada de voltaje de suministro demasiado grande (los límites de disipación térmica son difíciles de estimar). Cuando el motor está cargado, la tensión de alimentación adicional se agota: más carga simplemente ralentizará las RPM del motor después de ese punto.

En cuanto a la estabilidad de RPM, este método de compensación de velocidad puede funcionar muy bien siempre que la resistencia interna del motor no cambie . La resistencia del motor depende del coeficiente de temperatura del alambre de cobre enrollado en la armadura. Pero lo que es más importante, la resistencia al cepillo se incluye en serie con resistencia al cobre. La resistencia del cepillo podría aumentar con el desgaste y requeriría una recalibración para mantener el punto de equilibrio de velocidad constante. A una velocidad del motor muy lenta, la resistencia del cepillo se vuelve "brusca", lo que dificulta el control de la velocidad. Pero un motor de CC con escobillas sin compensar tiene una estabilidad de RPM de velocidad lenta mucho, mucho más pobre.
Tenga en cuenta también que desde un arranque en ralentí, la aceleración del motor se mejora mediante este método de control de velocidad.

Para comprender cómo funciona este IC, considere el circuito equivalente de un motor de CC: -

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Rm es la resistencia total en serie de los devanados, el conmutador y los cepillos, etc. Vm es el voltaje que genera el motor cuando gira. Si el motor tuviera cero resistencia interna, entonces, cuando se aplicara energía, se aceleraría instantáneamente hasta que el voltaje del generador (back-emf) igualara el voltaje de suministro, y la velocidad se mantendría constante sin importar la carga.

Sin embargo, un motor real tiene alguna resistencia. El motor tiene que extraer la corriente para producir un par, lo que provoca una caída de voltaje en la resistencia, por lo que disminuye la velocidad. En mi ejemplo, el motor produce 1,000 rpm por voltio, por lo que para obtener 5,500 rpm necesita 5,5 voltios. Sin embargo, a 0.1 A, se necesitan 0.5V adicionales en los terminales (6V en total) para tener en cuenta la caída de voltaje en Rm.

Esto estaría bien si la carga fuera constante, pero si la carga varía, la velocidad del motor también varía dependiendo del consumo de corriente. Una forma de mejorar la velocidad la regulación es producir una 'resistencia negativa' que cancela la resistencia positiva en el motor, dejando solo la parte trasera (en la práctica solo es posible una cancelación parcial porque si la resistencia total se vuelve incluso ligeramente negativa, el circuito se volverá inestable).

El BA6220 toma una proporción ajustable de voltaje del motor como pin 4 de retroalimentación positiva y retroalimentación negativa directa del motor en el pin 8. La retroalimentación positiva crea una "resistencia negativa" que cancela la resistencia interna del motor, permitiéndole 'medir el back-emf'. Luego, la tensión del motor se regula comparándola con Vref, creando una tensión interna del motor casi constante (la tensión del terminal en realidad aumenta a medida que aumenta la corriente del motor, ya que intenta compensar la caída de tensión en Rm).

No conozco ningún chip moderno equivalente, pero el TD7274 es otro IC que funciona sobre el mismo principio.