Firmware - Novembre 2014 / N°106 - (Page 16)

INSIDE velocità di un motore BLDC si riferiscono a equazioni relativamente semplici che sono simili a quelle del motore DC, possiamo definire la back-EMF come segue: Figura 3: Forme d'onda elettriche nelle due fasi "ON" di funzionamento e il ripple di coppia Le tecniche digitali utilizzate dai DSP C2000 della Texas Instruments consentono di scegliere la metodologia di controllo più adatta per ogni tipologia di motore, ricavando le migliori prestazioni dal sistema e riducendo di conseguenza i costi. Le opzioni possibili utilizzano tecniche "sensorless" (senza sensori) per ridurre il costo (eliminando quello del sen- sore) e anche complessi algoritmi che contribuiscono a semplificare la progettazione meccanica abbassando il costo dell'intero sistema. IL CONTROLLO DEI MOTORI BLDC Avendo introdotto concettualmente la back-EMF, possiamo affermare che le chiavi per la coppia effettiva e il controllo della e il valore della coppia: dove N è il numero di avvolgimento di spire per fase, l è la lunghezza del rotore, r è il raggio interno del rotore, B è la densità di flusso magnetico del rotore, w è la velocità angolare del motore, I è la corrente di fase, L è l'induttanza di fase, 0 è la posizione del rotore e infine R è la resistenza di fase. I primi due termini dell'espressione della coppia sono componenti parassiti della riluttanza di coppia; il terzo termine produce una coppia mutua, che è il meccanismo di produzione della coppia utilizzata nel caso dei motori BLDC. Per riassumere, la back-EFM è direttamente proporzionale alla velocità del motore e la produzione di coppia è quasi direttamente proporzionale alla corrente di fase. Questi fattori portano a schemi di controllo di velocità del motore BLDC come mostrato in figura 2. Il motore BLDC è caratterizzato da due fasi "ON" per controllare l'inverter, in questi schemi di controllo, la produzione della coppia segue il principio che la corrente deve fluire in solo due delle tre fasi alla volta e che non ci dovrebbe essere nessuna produzione di coppia nella regione di attraversamento dello zero della back-FEM. La figura 3 descrive le forme d'onda elettriche nel motore BLDC nelle due fasi di funzionamento. Questa struttura di controllo ha diversi vantaggi: - una solo corrente alla volta deve essere controllata; - solo un sensore di corrente è necessario; - il posizionamento del sensore di corrente permette l'uso di sensori a basso costo come uno shunt (per la lettura delle correnti). Il principio del motore BLDC è che in ogni momento bisogna eccitare la coppia di fase, che può produrre la massima coppia, perciò per ottimizzare questo effetto la forma EMF è trapezoidale. La combinazione di una corrente continua con una trapezoidale rende teoricamente possibile produrre una coppia costante. Facendo riferimento alla figura 4, in pratica, la corrente non può essere stabilita istantaneamente in una fase del motore, di conseguenza il "ripple di coppia" è presente in ogni fase di commutazione 60°. Se il motore utilizzato ha una forma sinusoidale back-EMF, tale controllo può essere applicato ma la coppia prodotta è: - non costante ma costituita da porzioni di un'onda sinusoidale, ciò è dovuto al suo essere la combinazione di una strategia di controllo di corrente trapezoidale e di un back-EMF sinusoidale; - il valore di coppia prodotta è più debole. Come detto, una caratteristica del controllo BLDC è di avere una sola corren-

Tabella dei contenuti per la edizione digitale del Firmware - Novembre 2014 / N°106

SOMMARIO
FOCUS on “Don’t try this at home”
Skills Accesso e controllo remoto RF
INside
I motori Brushless DC
Silicon Labs Si106x-108x: MCU con Wireless Sub-Giga ad Alte Prestazioni
ANALOG Alimentatore DC da Banco ad Alte Prestazioni
SPOTlight Carica, Scarica e Bilanciamento dei Supercondensatori
Tools
“Low Cost Controllerless” con PIC32
Code Composer Studio: il Ruolo degli Script nello Sviluppo del Codice
Linear Technology “PowerCAD II” La Progettazione Assistita dei Convertitori DC/DC
News
EVENTS
Guida

Firmware - Novembre 2014 / N°106