Al conducir un motor de CC sin escobillas, qué parámetros controlan la velocidad. ¿Es la corriente en los devanados, la tensión, o ambos? ¿Qué determina la velocidad máxima? Si maneja los devanados con PWM, eso controla la corriente del devanado, ¿correcto?
Primero, consideremos solo un motor de CC con cepillado normal. El hardware asegura mecánicamente que los devanados se conmutan (conmutan) de tal manera que el campo magnético siempre está tratando de jalar el motor. La intensidad del campo magnético es directamente proporcional a la corriente, por lo que el par es proporcional a la corriente. Así que a un nivel muy básico, la velocidad es lo que resulte en una resistencia mecánica suficiente para equilibrar el par. Sin embargo, eso no es útil en la mayoría de los casos, ya que no es obvio lo que es la corriente.
Para un motor bloqueado, la corriente es la tensión aplicada dividida por la resistencia de los devanados que se conectan. Sin embargo, cuando el motor gira, también actúa como un generador. La tensión que produce el generador es proporcional a la velocidad y aplica la tensión externa aplicada. A cierta velocidad, esto es igual al voltaje externo, en cuyo caso el voltaje efectivo que impulsa el motor es cero y la corriente del motor es cero. Eso también significa que el par es cero, por lo que un motor descargado no puede girar tan rápido ya que siempre hay algo de fricción. Lo que pasa es que el motor gira a una velocidad un poco menor. La cantidad que gira más lentamente es suficiente para dejar un poco de voltaje efectivo en el motor, que es la cantidad para crear la corriente suficiente para crear el par para equilibrar la pequeña fricción en el sistema.
Esta es la razón por la cual la velocidad de un motor descargado no aumenta hasta que se separa. La velocidad descargada es bastante proporcional al voltaje externo, y está justo por debajo de la velocidad a la que el motor genera ese voltaje internamente. Esto también explica por qué un motor de giro rápido consume menos corriente que un motor bloqueado con el mismo voltaje externo. Para el motor bloqueado, la corriente se aplica al voltaje dividido por la resistencia. Para el motor giratorio, la corriente es una tensión aplicada menos la tensión del generador dividida por la resistencia.
Ahora a su pregunta sobre un motor de corriente continua sin escobillas. La única diferencia es que los devanados no se activan y desactivan automáticamente de acuerdo con el ángulo de rotación del motor. Si los cambia de forma óptima, ya que el sistema de cepillado en un motor de CC cepillado está destinado a hacerlo, entonces obtendrá lo mismo. En ese caso, la corriente descargada será incluso menor, ya que no hay fricción de los cepillos que superar. Eso permite que menos corriente conduzca el motor a una velocidad particular, que estará más cerca de donde la tensión del generador coincida con la tensión externa aplicada.
Con un motor sin escobillas tienes otras opciones. Hace poco hice un proyecto donde el cliente necesitaba una velocidad del motor muy precisa. En ese caso, comulgué los devanados precisamente a la velocidad deseada derivada de un oscilador de cristal. Utilicé las señales de realimentación de la posición del efecto Hall solo para recortar el campo magnético aplicado dentro de ± 90 ° de la posición. Esto funciona bien siempre y cuando la carga en el eje sea menor que el par aplicado cuando el campo magnético está a 90 °.
Sin embargo, por lo general, usted conmuta un motor de CC sin escobillas de manera óptima, como lo harían los cepillos mecánicos. Esto significa mantener el campo magnético a 90 ° de la posición actual en la dirección de rotación deseada. La tensión general aplicada se ajusta para modular la velocidad. Esto es eficiente ya que solo se usa el voltaje mínimo para hacer que el motor gire a la velocidad deseada.
Sí, PWM funciona bien para conducir las bobinas. Después de unos 100 Hz aproximadamente para la mayoría de los motores, los devanados solo "ven" el voltaje promedio aplicado, no los pulsos individuales. El sistema mecánico no puede responder tan rápido. Sin embargo, estos bobinados producen campos magnéticos que aplican fuerza. Hay un poco de fuerza en cada vuelta de cable. Si bien el motor puede funcionar bien a unos pocos PWM de 100 Hz, los giros individuales del devanado pueden estar un poco flojos y vibrar a esa frecuencia. Esto no es bueno por dos razones. En primer lugar, el movimiento mecánico de los cables puede eventualmente causar que el aislamiento se desprenda, aunque eso es algo bastante largo. Segundo, y esto es bastante real, las pequeñas vibraciones mecánicas se convierten en un sonido que puede ser bastante molesto. Por lo tanto, los devanados del motor son comúnmente accionados con PWM justo por encima del rango audible, como 25-30 kHz.
La velocidad del motor de CC sin escobillas depende de los mismos parámetros que en un motor de CC con escobillas. La velocidad es directamente proporcional al voltaje que se aplica a las fases (por ejemplo, A, B, C en caso de un motor trifásico). La velocidad del motor bldc es inversamente proporcional al par en el eje del rotor cuando se configura para una potencia constante. . La corriente que fluye a través de los devanados es directamente proporcional al par. Por lo tanto, de una manera sencilla, la velocidad del motor sin escobillas aumenta con el aumento de voltaje O la disminución de la corriente del devanado (suponiendo que uno de estos parámetros sea una constante).
El voltaje aplicado aquí se refiere al voltaje "promedio" de las fases. Esto a su vez es dictado por el ancho de los pulsos PWM aplicados a los FET (en el caso de un controlador de puente) que impulsan las fases.
En los motores paso a paso puedes controlar la velocidad muy fácilmente. enlace
Cuando se trata de los motores paso a paso, el par dinámico es muy inferior, y el par estático es tan alto.
En los motores sin pasos, probablemente hay una forma de obtener retroalimentación del motor, para que el microprocesador / controlador pueda controlar su velocidad como desee.
El sistema de microprocesador puede controlarlo usando un método simple de ciclo de trabajo. un devanado de retroalimentación como cosa podría ser fácilmente utilizado como un servo de retroalimentación mecanismo.
¿Qué determina la velocidad máxima?
En sistemas sin retroalimentación: Hay algo que se llama torque. Y hay un par de torsión en contra, y eso El par de resistencia crecerá rápidamente con la velocidad. Así llegará a estabilizarse. cuando su par de carga es igual al par.
simplemente: par = BIAcos (Omega x t)
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