bagaimana penderia kesan dewan berfungsi pada motor bldc: Aplikasi Praktikal, Pemilihan

Jika anda pernah membuka motor DC tanpa berus (BLDC) atau mengkaji elektronik pemacunya, anda mungkin perasan tiga penderia kesan Hall kecil duduk berhampiran pemutar. Ia mudah diabaikan, namun ia adalah antara komponen terpenting dalam kawalan motor. Dalam panduan ini, kami menerangkan cara penderia kesan Hall berfungsi dalam motor BLDC, sebab motor memerlukannya dan apa yang berlaku apabila isyarat penderia mencapai pengawal.

Di Hongyang Motor, kami telah menghabiskan lebih daripada tiga dekad menghasilkan motor DC tanpa berus dan penyelesaian motor mikro yang lain. Sensor Hall mungkin bahagian kecil, tetapi pengaruhnya terhadap kecekapan dan operasi lancar adalah penting.

Apakah Pengesan Kesan Dewan?

Kesan Hall ialah fenomena fizikal yang ditemui pada tahun 1879. Apabila arus mengalir melalui konduktor nipis atau semikonduktor dan medan magnet dikenakan pada sudut tepat kepada arus, cas yang bergerak terpesong. Ini menghasilkan voltan kecil merentasi bahan, berserenjang dengan kedua-dua arus dan medan magnet. Sensor kesan Hall hanyalah peranti yang mengukur voltan ini dan menukarnya menjadi isyarat logik.

Dalam motor BLDC, sensor diletakkan berhampiran pemutar. Apabila magnet kekal pada rotor melepasi sensor, medan magnet yang berubah menukar output sensor. Pengawal kemudiannya boleh memberitahu sama ada kutub utara atau kutub selatan berada berdekatan.

Mengapa Motor BLDC Memerlukan Penderiaan Kedudukan Rotor

Tidak seperti motor berus dengan komutator mekanikal, motor BLDC bergantung pada pertukaran elektronik. Belitan stator mesti ditenagakan dalam urutan yang tepat, dan pemasaan jujukan itu bergantung pada kedudukan rotor. Jika pengawal memberi tenaga pada belitan yang salah, motor tidak akan menghasilkan tork yang berguna. Sebaliknya, ia mungkin terhenti, bergetar atau terlalu panas.

Penderia dewan menyelesaikan masalah ini dengan memberi maklum balas masa nyata pengawal tentang di mana pemutar berada. Tiga penderia sudah cukup untuk menentukan enam keadaan pertukaran, yang sepadan dengan corak penukaran enam langkah standard yang digunakan dalam kebanyakan motor BLDC tiga fasa.

Cara Penderia Dewan Disusun dan Cara Ia Bekerja Bersama

Dalam motor BLDC tiga fasa biasa, tiga penderia Hall dijarakkan 60 darjah elektrik. Sesetengah reka bentuk menggunakan jarak 120 darjah, tetapi konsepnya tetap sama. Penderia biasanya dipasang pada papan penderia kecil di hujung motor, di belakang cincin magnet pemutar. Setiap sensor membaca medan magnet sebagai tinggi atau rendah, bergantung pada sama ada kutub yang menghadapnya adalah utara atau selatan.

Tiga isyarat bersama-sama membentuk kod 3-bit. Oleh kerana setiap kitaran elektrik mempunyai enam segmen 60 darjah, hanya enam daripada lapan keadaan yang mungkin digunakan. Jadual di bawah menunjukkan satu pemetaan biasa; corak yang tepat boleh berubah dengan penempatan sensor dan konfigurasi belitan motor.

Sebaik sahaja pengawal melihat perubahan dalam keadaan, ia tahu pemutar telah bergerak sebanyak 60 darjah elektrik. Ia kemudian menukar transistor penyongsang ke langkah seterusnya, mengekalkan medan pemegun di hadapan pemutar. Inilah sebabnya mengapa susunan itu kadang-kadang dipanggil enam langkah atau komutasi trapezoid.

Langkah demi Langkah: Bagaimana Penderia Dewan Mengawal Motor

1. Tiang magnet pemutar melepasi di hadapan tiga penderia Hall.
2. Setiap sensor mengeluarkan isyarat tinggi atau rendah bergantung pada kekutuban di bawahnya.
3. Ketiga-tiga output bergabung menjadi keadaan 3-bit.
4. Pengawal mencari keadaan ini dalam jadual pertukarannya.
5. Ia menukar penyongsang tiga fasa untuk memberi tenaga pada pasangan belitan stator yang betul.
6. Medan stator memajukan, menarik pemutar ke kedudukan seterusnya.
7. Proses berulang, mewujudkan putaran berterusan.

Isyarat Dewan mestilah bersih dan ditetapkan masa yang betul. Malah offset kecil dalam kedudukan penderia boleh menyebabkan pengawal bertukar awal atau lewat, yang mengurangkan kecekapan dan meningkatkan bunyi.

Penderia Dewan lwn. Kawalan Tanpa Sensor: Perkara yang Perlu Dipilih

Kawalan BLDC tanpa sensor menganggarkan kedudukan rotor daripada daya gerak elektrik belakang yang dijana dalam belitan tidak berkuasa. Ia menghilangkan penderia Hall, yang mengurangkan kos dan memudahkan pemasangan. Walau bagaimanapun, back-EMF tidak tersedia apabila motor dihentikan, jadi permulaan tanpa sensor biasanya lebih rumit dan kurang teguh di bawah beban berat.

• Penderia dewan: kedudukan tepat pada kelajuan sifar, permulaan yang lebih lancar, penalaan yang lebih mudah.
• Tanpa sensor: komponen yang lebih sedikit, kos yang lebih rendah, bagus untuk persekitaran berkelajuan tinggi dan bersih.

Aplikasi seperti robot industri , peralatan perubatan dan dron sering memihak kepada reka bentuk penderia Dewan kerana mereka memerlukan daya kilas yang boleh diramalkan daripada terhenti. Kipas dan pam, sebaliknya, mungkin berjalan tanpa sensor untuk mengurangkan kos sistem.

Apa yang Kami Pelajari dalam Pembuatan Hall-Sensor BLDC Motors

Dalam lebih daripada 30 tahun membuat motor mikro, kami telah mendapati bahawa peletakan penderia Hall adalah salah satu langkah paling sensitif terperinci dalam pengeluaran. Penderia mesti diselaraskan secara konsisten dengan slot stator dan magnet rotor. Hanyut sensor, kualiti pateri, dan juga ketebalan pelekat boleh menjejaskan pemasaan. Reka bentuk dan kawalan proses yang baik membuat perbezaan antara motor yang senyap, cekap dan motor yang berdengung atau kehilangan tork.

Pendorongan dron adalah contoh yang baik. Motor dron memerlukan tindak balas segera apabila juruterbang menukar pendikit, dan ia mesti dimulakan tanpa teragak-agak. Itulah sebabnya kami mereka bentuk motor DC tanpa berus kami untuk dron dengan penderia Hall yang diletakkan dengan baik dan papan pemandu yang sepadan. Jika anda memilih motor BLDC untuk produk yang kompak dan berprestasi tinggi, skema penderia Hall harus menjadi sebahagian daripada penilaian anda, bukan difikirkan semula.

Fikiran Penutup

Penderia kesan dewan ialah jambatan praktikal antara kedudukan rotor fizikal dan pengawal elektronik dalam motor BLDC. Mereka membuat penukaran enam langkah boleh dipercayai, terutamanya pada kelajuan rendah dan di bawah beban. Sama ada anda mereka bentuk motor untuk dron, robot atau perkakas pintar, memahami cara penderia ini berfungsi membantu anda menilai reka bentuk motor dengan lebih teliti dan bertanya soalan yang betul sebelum memilih pembekal.