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Retour de position pour moteur CC sans balais

Depuis la naissance de moteur à courant continu sans balais, Le capteur à effet Hall a été la principale force de réalisation de la rétroaction de commutation. Étant donné que le contrôle triphasé ne nécessite que trois capteurs et a un faible coût unitaire, ils constituent souvent le choix le plus économique pour inverser du point de vue du coût purement de la nomenclature.Les capteurs à effet Hall intégrés dans le stator détectent la position du rotor afin que les transistors du pont triphasé puissent être commutés pour entraîner le moteur. Les trois sorties de capteur à effet Hall sont généralement étiquetées comme canaux U, V et W. Bien que Hall Les capteurs à effet peuvent résoudre efficacement le problème de la commutation du moteur BLDC, ils ne répondent qu'à la moitié des exigences du système BLDC.

Bien que le capteur à effet Hall permette au contrôleur de piloter le moteur BLDC, son contrôle est malheureusement limité à la vitesse et à la direction.Dans un moteur triphasé, le capteur à effet Hall ne peut fournir qu'une position angulaire à l'intérieur de chaque cycle électrique. À mesure que le nombre de paires de pôles augmente, le nombre de cycles électriques par rotation mécanique augmente également, et à mesure que l'utilisation des BLDC se généralise. , il en va de même pour le besoin d'une détection de position précise. Pour garantir que la solution est robuste et complète, le système BLDC doit fournir des informations de position en temps réel afin que le contrôleur puisse suivre non seulement la vitesse et la direction, mais également la distance parcourue et la position angulaire.
Pour répondre au besoin d'informations de position plus strictes, une solution courante consiste à ajouter un codeur rotatif incrémental au moteur BLDC. En règle générale, des codeurs incrémentaux sont ajoutés au même système de boucle de rétroaction de contrôle en plus du capteur à effet Hall. Les capteurs à effet Hall sont utilisé pour l'inversion du moteur, tandis que les encodeurs sont utilisés pour un suivi plus précis de la position, de la rotation, de la vitesse et de la direction. Étant donné que le capteur à effet Hall ne fournit que de nouvelles informations de position à chaque changement d'état Hall, sa précision n'atteint que six états pour chaque cycle d'alimentation. moteurs bipolaires, il n'y a que six états par cycle mécanique. Le besoin des deux est évident par rapport à un codeur incrémental qui offre une résolution en milliers de PPR (impulsions par tour), qui peut être décodée en quatre fois plus de changements d'état.
Cependant, étant donné que les constructeurs de moteurs doivent actuellement assembler à la fois des capteurs à effet Hall et des codeurs incrémentaux dans leurs moteurs, de nombreux fabricants de codeurs commencent à proposer des codeurs incrémentaux à sorties commutées, que nous appelons communément codeurs commutants. Ces codeurs ont été spécialement conçus pour fournissent non seulement les canaux A et B orthogonaux traditionnels (et dans certains cas le canal Z d'impulsion d'index "une fois par tour"), mais également les signaux de commutation standard U, V et W requis par la plupart des pilotes de moteur BLDC. Cela économise le moteur concepteur l'étape inutile d'installer à la fois le capteur à effet Hall et le codeur incrémental en même temps.
Bien que les avantages de cette approche soient évidents, il existe des compromis importants. Comme mentionné ci-dessus, la position du rotor et du stator doit être maîtrisée pour le Moteur sans balais BLDC être effectivement commuté. Cela signifie qu'il faut veiller à ce que les canaux U/V/W du codeur du commutateur soient correctement alignés avec la phase du moteur BLDC.