Līdzstrāvas motoru princips

Bezsuku līdzstrāvas motora vadības princips ir šāds: lai motors grieztos, vadības blokam vispirms ir jānosaka motora rotora pozīcija, pamatojoties uz Hall{0}}sensoru. Pēc tam saskaņā ar statora tinumiem tas nosaka secību, kādā invertora jaudas tranzistori tiek ieslēgti (vai izslēgti). Invertora AH, BH un CH tranzistori (saukti par augšdelma jaudas tranzistori) un AL, BL un CL tranzistori (saukti par apakšējās rokas jaudas tranzistoriem) secīgi plūst strāvu caur motora spolēm, radot pulksteņrādītāja virzienā (vai pretēji -pulksteņrādītāja virzienam) rotējošu magnētisko lauku. Šis magnētiskais lauks mijiedarbojas ar rotora magnētiem, tādējādi liekot motoram griezties pulksteņrādītāja virzienā/pretēji{5}}pulksteņrādītāja virzienam. Kad motora rotors pagriežas pozīcijā, kurā Hall{7}}sensors uztver citu signālu kopu, vadības bloks ieslēdz nākamo jaudas tranzistoru komplektu. Šis cikls turpinās, ļaujot motoram griezties tajā pašā virzienā, līdz vadības bloks nolemj apturēt motora rotoru, un šajā brīdī tiek izslēgti jaudas tranzistori (vai tiek ieslēgti tikai apakšējās rokas jaudas tranzistori). Lai mainītu rotora virzienu, jaudas tranzistori tiek ieslēgti apgrieztā secībā.

Jaudas tranzistoru pamata komutācijas shēmu var ilustrēt šādi: AH, BL → AH, CL → BH, CL → BH, AL → CH, AL → CH, BL. Tomēr ir absolūti aizliegts tos pārslēgt kā AH, AL, BH, BL vai CH, CL. Turklāt, tā kā elektroniskajiem komponentiem vienmēr ir pārslēgšanas reakcijas laiks, jaudas tranzistoru pārslēgšanas laikā šis reakcijas laiks ir jāņem vērā. Pretējā gadījumā, ja augšdelms (vai apakšdelms) nav pilnībā aizvērts pirms apakšdelma (vai augšdelma) atvēršanas, notiks īssavienojums, izraisot jaudas tranzistora izdegšanu.

Kad motors sāk griezties, vadības bloks salīdzina (vai aprēķina, izmantojot programmatūru) komandu (ko veido vadītāja iestatītais ātrums un paātrinājuma/palēninājuma koeficients) ar halles{0}}sensora signāla maiņas ātrumu, lai noteiktu, kura slēdžu grupa (AH, BL, AH, CL, BH, CL vai ...) jāieslēdz, un uz cik ilgu laiku ir jāieslēdz. Ja ātrums nav pietiekams, ieslēgšanas laiks-ir ilgāks; ja ātrums ir pārāk liels, ieslēgšanās laiks-ir īsāks. Šo darbības daļu apstrādā PWM. PWM (impulsa platuma modulācija) nosaka motora ātrumu, un šāda PWM ģenerēšana ir galvenais, lai panāktu precīzu ātruma kontroli.

Liela{0}}ātruma vadībai ir jāapsver, vai sistēmas pulksteņa izšķirtspēja ir pietiekama, lai apstrādātu programmatūras norādījumu apstrādes laiku. Turklāt tas, kā tiek piekļūts Hall-sensora signāla izmaiņām, ietekmē arī procesora veiktspēju, precizitāti un reāllaika veiktspēju. Zema-ātruma kontrolei, īpaši zema-ātruma iedarbināšanai, Hall-sensora signāls mainās lēnāk. Tāpēc signāla iegūšanas metode, apstrādes laiks un atbilstoša vadības parametru konfigurācija, pamatojoties uz motora raksturlielumiem, kļūst izšķiroša. Alternatīvi, ātruma atgriezenisko saiti var modificēt, lai kā atsauci izmantotu kodētāja izmaiņas, palielinot signāla izšķirtspēju labākai kontrolei. Vienmērīga motora darbība un laba reakcija ir atkarīga arī no PID kontroles piemērotības. Kā minēts iepriekš, bezsuku līdzstrāvas motoros tiek izmantota slēgta{15}cilpa vadība; tāpēc atgriezeniskās saites signāls norāda vadības blokam, cik tālu motora ātrums ir no mērķa ātruma{16}}tā ir kļūda. Zinot kļūdu, ir nepieciešama kompensācija, ko var panākt, izmantojot tradicionālās inženiertehniskās kontroles metodes, piemēram, PID kontroli. Tomēr kontrolējamais stāvoklis un vide patiesībā ir sarežģīti un mainīgi. Ja ir nepieciešama spēcīga un izturīga vadība, faktori, kas jāņem vērā, visticamāk, ir ārpus tradicionālās inženiertehniskās kontroles pilnīgas kontroles. Tāpēc izplūdušā vadība, ekspertu sistēmas un neironu tīkli tiks iekļauti arī svarīgajās viedās PID vadības teorijās.