O princípio dos motores DC

O princípio de controle de um motor CC sem escovas é o seguinte: Para fazer o motor girar, a unidade de controle deve primeiro determinar a posição do rotor do motor com base no sensor Hall-. Então, de acordo com os enrolamentos do estator, determina a sequência em que os transistores de potência do inversor são ligados (ou desligados). Os transistores AH, BH e CH (chamados de transistores de potência do braço) e os transistores AL, BL e CL (chamados de transistores de potência do braço inferior) no inversor fluem corrente sequencialmente através das bobinas do motor, gerando um campo magnético giratório no sentido horário (ou anti-horário-). Este campo magnético interage com os ímãs do rotor, fazendo com que o motor gire no sentido horário/anti-horário-no sentido horário. Quando o rotor do motor gira para uma posição onde o sensor Hall-detecta outro conjunto de sinais, a unidade de controle liga o próximo conjunto de transistores de potência. Este ciclo continua, permitindo que o motor gire na mesma direção até que a unidade de controle decida parar o rotor do motor, momento em que os transistores de potência são desligados (ou apenas os transistores de potência do braço inferior são ligados). Para inverter a direção do rotor, os transistores de potência são ligados na sequência inversa.

O padrão básico de comutação para transistores de potência pode ser ilustrado da seguinte forma: AH, BL → AH, CL → BH, CL → BH, AL → CH, AL → CH, BL. No entanto, é absolutamente proibido trocá-los por AH, AL, BH, BL ou CH, CL. Além disso, como os componentes eletrônicos sempre possuem um tempo de resposta de comutação, o tempo de comutação dos transistores de potência deve levar em conta esse tempo de resposta. Caso contrário, se o braço (ou antebraço) não estiver totalmente fechado antes do antebraço (ou braço) ser aberto, ocorrerá um curto-circuito, causando a queima do transistor de potência.

Quando o motor começa a girar, a central compara (ou calcula via software) o comando (composto pela velocidade definida pelo motorista e pela taxa de aceleração/desaceleração) com a velocidade de mudança do sinal do sensor-hall para determinar qual grupo de chaves (AH, BL, AH, CL, BH, CL, ou ...) deve ser ligado e por quanto tempo. Se a velocidade for insuficiente, o tempo-de ativação será maior; se a velocidade for excessiva, o tempo-de ativação será menor. Esta parte da operação é feita pelo PWM. PWM (modulação por largura de pulso) determina a velocidade de um motor, e gerar tal PWM é a chave para obter um controle de velocidade preciso.

O controle-de alta velocidade deve considerar se a resolução do relógio do sistema é suficiente para lidar com o tempo de processamento das instruções do software. Além disso, a forma como as alterações do sinal do sensor Hall-são acessadas também afeta o desempenho, a precisão e o desempenho-do processador em tempo real. Para controle de-velocidade baixa, especialmente partidas em-velocidade baixa, o sinal do sensor Hall-muda mais lentamente. Portanto, o método de aquisição de sinal, o tempo de processamento e a configuração apropriada dos parâmetros de controle com base nas características do motor tornam-se cruciais. Alternativamente, o feedback de velocidade pode ser modificado para usar as alterações do encoder como referência, aumentando a resolução do sinal para melhor controle. A operação suave do motor e a boa resposta também dependem da adequação do controle PID. Conforme mencionado anteriormente, os motores CC sem escovas usam controle de malha-fechada; portanto, o sinal de feedback informa à unidade de controle a que distância a velocidade do motor está da velocidade alvo-este é o erro. Conhecer o erro requer compensação, que pode ser alcançada através de métodos tradicionais de controle de engenharia, como o controle PID. No entanto, o estado e o ambiente sob controle são, na verdade, complexos e mutáveis. Se for necessário um controle robusto e durável, os fatores que precisam ser considerados estão provavelmente além do controle completo do controle de engenharia tradicional. Portanto, controle fuzzy, sistemas especialistas e redes neurais também serão incorporados às importantes teorias de controle PID inteligente.