Questa pagina discute i motori CC brushless sensorless e sensorizzati (e controller), le differenze tra loro e le questioni chiave di cui devi essere consapevole quando li usi. Vi forniamo alcune indicazioni di base sulle differenze meccaniche e di prestazioni tra i due, oltre a comprendere la loro idoneità a una vasta gamma di applicazioni. Come sempre, se stai lavorando a un progetto in questo momento e stai ancora decidendo la soluzione migliore per il tuo progetto, non esitare a contattarci per discutere le tue esigenze.
Inizieremo con una rapida panoramica dei due tipi di motori e di come funzionano …
I motori brushless sensorizzati sono motori brushless con sensori di posizione al loro interno. Questi sensori di posizione inviano informazioni sulla posizione al controller che possono quindi essere utilizzate per garantire che il modello di guida fornito al controller si sincronizzi perfettamente con la posizione del rotore.
Diversi motori sensorizzati possono avere sensori impostati in modi diversi, quindi è importante esserne sempre consapevoli quando si imposta un controller, ma in genere questi sono disposti a intervalli di 60 o 120 gradi.
Il vantaggio principale dei motori sensorizzati è che creano un sistema a circuito chiuso che può consentire al controller di conoscere la posizione del rotore e quindi sincronizzare il modello di azionamento in modo molto accurato. Gli svantaggi di questi motori è che dipendono completamente dai sensori per funzionare correttamente, quindi in applicazioni in cui possono esserci molta polvere, vibrazioni o umidità possono (a seconda della qualità costruttiva del motore) fallire di conseguenza delle prestazioni del sensore.
I motori brushless sensorless sono semplicemente motori brushless senza sensori incorporati. I motori brushless sensorless richiedono un controller del motore brushless sensorless (a volte indicato come un regolatore di velocità elettronico brushless o ESC) per funzionare. Un controller del motore CC senza spazzole sensorizzato (BLDC) non funzionerà con un motore senza spazzole sensorless.
A prima vista sembrerebbe quindi logico che i motori brushless sensorless siano in grado di funzionare solo in anello aperto perché non ci sono sensori integrati. Tuttavia, questo non è del tutto il caso. Il motivo per cui questo non è il caso è dovuto a un concetto elettrico noto come forza controelettromotrice (o back-EMF).
Un tipico motore brushless sensorless ha magneti permanenti fissati sul rotore con gli elettromagneti montati attorno al bordo del motore. Quando il motore prende velocità, inizia a generare forza elettromotrice nelle bobine dello statore. Ad esempio, con l’unità spenta e il rotore in rotazione (ad esempio da una dinamo di bicicletta), questo può essere utilizzato per generare elettricità.
L’aspetto critico di questo per il controllo del motore brushless sensorless è che la frequenza generata da questo back-EMF è direttamente proporzionale alla velocità del motore. Pertanto, se un controller del motore brushless sensorless (come la serie ZDBL) è in grado di leggere questa frequenza, può quindi determinare la velocità del motore e regolare di conseguenza il modello di azionamento.
La debolezza critica di questo metodo arriva a basse velocità dove il back-EMF è molto debole e quindi difficile da leggere in modo affidabile. Questo è il motivo per cui l’avvio di un motore brushless sensorless può essere un problema del genere.
Come avrete sicuramente capito, la scelta tra motori brushless sensorizzati o sensorless è una decisione basata su prestazioni, applicazione, ambiente, durata e costi.
In una situazione in cui è necessaria una configurazione rapida e un ciclo di lavoro breve, il sensored sarà probabilmente il più semplice da usare.
Tuttavia, se stai osservando un ciclo di lavoro lungo in un ambiente difficile, l’utilizzo di sensori senza sensori offre notevoli vantaggi.
È anche importante ricordare che, qualunque motore tu scelga, avrai bisogno di un controller in grado di fornire le prestazioni di cui hai bisogno.
Se la tua applicazione richiede una bassa velocità per molto tempo, è probabile che un motore brushless sensorizzato sia la soluzione migliore per la tua applicazione poiché il circuito chiuso consente al driver di commutare il motore in modo molto più efficace a velocità inferiori.
Tuttavia, se il tuo progetto richiede velocità più elevate, i motori brushless sensorless saranno la soluzione migliore in quanto sono molto stabili a velocità più elevate e (a seconda del controller che scegli) possono spesso andare molto più veloci dei motori sensorizzati. Ciò è in parte dovuto al fatto che il funzionamento ad anello aperto può funzionare a velocità più elevate rispetto a quello chiuso, ma anche perché il controller non ha bisogno di elaborare gli ingressi del segnale dai sensori di hall.
In qualità di azienda specializzata nel controllo del motore, siamo tenuti a dire che questo non è vero? Tuttavia, ciò non significa che non sia vero!
Il tipo di controller che utilizzi può influenzare notevolmente le prestazioni del motore che hai scelto. Variabili chiave come la gestione della potenza, il tipo di schema di azionamento che si ha (sinusoidale, trapezoidale o FOC) o l’intelligenza e la programmabilità possono avere tutte un impatto.
Non è un’esagerazione affermare che un motore brushless sensorless con un controller avanzato può facilmente superare un motore brushless sensorizzato con un controller di bassa qualità. Ancora una volta, la cosa più importante da capire nel prendere questa decisione è senza dubbio l’applicazione in cui sta andando il motore.
Una cosa che probabilmente è diventata abbondantemente chiara (se hai letto fin qui) è che la decisione su quale sia il miglior pacchetto con cui andare è fortemente influenzata dall’applicazione in cui il motore deve essere utilizzato. Ci sono diversi motivi per cui questo e siamo sempre felici di aiutarti a consigliarti sulla migliore opzione possibile per le tue esigenze.
Una comprensione di questo può escludere rapidamente diverse opzioni, mentre rapidamente indica altre soluzioni. Esempi tipici includono la gamma di velocità e coppia che stai cercando. Bassa velocità e coppia elevata sarebbero molto più adatte a un motore CC senza spazzole sensorizzato rispetto a un sistema senza sensori che potrebbe avere difficoltà a mantenere una velocità affidabile. Allo stesso modo, per applicazioni ad alta velocità in ambienti difficili, un sistema sensorizzato molto probabilmente sperimenterebbe potenziali problemi di affidabilità con un’opzione sensorless molto più appropriata.
Il nostro team di ingegneri con sede nel Regno Unito è sempre lieto di discutere le vostre esigenze e consigliarvi sulla migliore soluzione possibile per la vostra applicazione. Progettiamo e produciamo controller per motori brushless sia sensorizzati che sensorless, quindi conosciamo bene i pro ei contro di entrambi e la loro idoneità a una vasta gamma di applicazioni.
