ブログ

ブラシレス DC モーターの位置フィードバック

の誕生以来 ブラシレス DC モーター, ホール効果センサーは、整流フィードバックを実現するための主力でした.三相制御は3つのセンサーしか必要とせず、単価が低いため、純粋にBOMコストの観点から逆転するための最も経済的な選択肢であることがよくあります.ステーターに埋め込まれたホール効果センサーがローターの位置を検出し、三相ブリッジのトランジスターを切り替えてモーターを駆動できるようにします。3 つのホール効果センサー出力は、通常、U、V、および W チャネルとしてラベル付けされています。効果センサーは、BLDC モーター整流の問題を効果的に解決できますが、BLDC システムの要件の半分しか満たしていません。

ホール効果センサーにより、コントローラーは BLDC モーターを駆動できますが、残念ながらその制御は速度と方向に制限されています。3 相モーターでは、ホール効果センサーは各電気サイクル内の角度位置しか提供できません。極対の数が増加すると、機械的回転あたりの電気サイクルの数も増加し、BLDC の使用がより広まるにつれて、 、正確な位置センシングの必要性も同様です。ソリューションが堅牢で完全であることを確認するには、コントローラが速度と方向だけでなく、移動距離と角度位置も追跡できるように、BLDC システムがリアルタイムの位置情報を提供する必要があります。
より厳密な位置情報の必要性を満たすための一般的なソリューションは、BLDC モーターにインクリメンタル ロータリー エンコーダーを追加することです。通常、インクリメンタル エンコーダーは、ホール効果センサーに加えて、同じ制御フィードバック ループ システムに追加されます。ホール効果センサーは、モーターの反転に使用され、エンコーダーは位置、回転、速度、方向のより正確な追跡に使用されます。ホール効果センサーは、ホール状態が変化するたびに新しい位置情報のみを提供するため、その精度は各電源サイクルで 6 つの状態にしか達しません。バイポーラ モーターでは、機械的サイクルごとに 6 つの状態しかありません。数千の PPR (1 回転あたりのパルス数) の分解能を提供するインクリメンタル エンコーダーと比較すると、両方の必要性は明らかです。これは、4 倍の状態変化にデコードできます。
ただし、モーター メーカーは現在、ホール効果センサーとインクリメンタル エンコーダーの両方をモーターに組み込む必要があるため、多くのエンコーダー メーカーは整流出力を備えたインクリメンタル エンコーダーを提供し始めています。従来の直交 A および B チャネル (場合によっては「1 ターンに 1 回」のインデックス パルス チャネル Z) だけでなく、ほとんどの BLDC モーター ドライバーで必要な標準の U、V、および W 整流信号も提供します。これにより、モーターを節約できます。設計者は、ホール効果センサーとインクリメンタル エンコーダーの両方を同時に取り付けるという不必要な手順を省くことができます。
このアプローチの利点は明らかですが、重大なトレードオフがあります。前述のように、回転子と固定子の位置は、 BLDCブラシレスモーター これは、整流子エンコーダの U/V/W チャネルが BLDC モーターの位相と正しく整列するように注意する必要があることを意味します。