Può un motore (e un controllore) mantenere una velocità fissa sotto carico variabile con motori stepper o brushless?

Non c’è mai solo un modo con motori stepper o brushless.

Esistono diversi metodi per mantenere una velocità fissa sotto carico variabile sia con motori brushless che con motori stepper. Questi variano in termini di accuratezza e costo e scegliendo l’opzione migliore per il vostro progetto è meglio fare caso per caso.

Utilizzo di un encoder, un vaso o sensori a effetto Hall

Utilizzando un encoder o un vaso sul retro di un motore è possibile monitorare attivamente la velocità esatta del motore e regolarlo in qualsiasi momento alla velocità richiesta. Questo è chiamato un sistema a circuito chiuso. Un encoder incrementale funziona pulsando come l’albero gira e poi l’invio di questi segnali di nuovo al controllore. Ciò consente al controllore di leggere la velocità degli impulsi e quindi di calcolare accuratamente la velocità. Un encoder assoluto o un vaso funziona in modo simile ma utilizza la resistenza variabile del vaso o la costruzione elettromeccanica dell’encoder per consentire al controllore di calcolare la posizione assoluta dell’albero.

I sensori a effetto Hall sono largamente utilizzati nei motori C.C. brushless come metodo per il rilevamento della posizione dell’albero all’interno del motore stesso. Questi sensori sono (forse piuttosto prevedibili!) trovati solo in motori C.C. brushless sensored e non in motori CC brushless senza sensori. Tenete a mente che i motori C.C. brushless sensored possono essere guidati da controllori di motori brushless C.C. senza sensori, ma che i motori C.C. brushless senza sensori non possono essere guidati da controllori C.C. brushless sensored…

Tutti questi metodi possono essere utilizzati per giudicare accuratamente la velocità esatta dell’albero motore e quindi effettuare regolazioni e possono essere utilizzati in entrambi i motori brushless o motori stepper (o effettivamente spazzolato motori DC). In tutti questi casi un cambiamento nella velocità effettiva del motore che è stato causato da un aumento o diminuzione del carico sarebbe immediatamente prelevato da un controllore intelligente come il driver del motore stepper ZD10 o il ZDBL15 Sensorless Brushless DC Motor controller e il ZD10 o ZDBL15A potrebbe quindi essere programmato per aumentare o diminuire la potenza che va nel motore per correggere la velocità.

Si prega di notare che in tali sistemi le caratteristiche di sicurezza possono diventare molto importanti in quanto vi è ovviamente un punto di cut-off in cui il controllore del motore stepper o il driver del motore BLDC non saranno in grado di fornire la potenza necessaria per girare il motore se viene applicato troppo carico (vale a p potenza nominale del regolatore e/o del motore). Avendo le impostazioni di corrente massima e altre misure protettive è possibile proteggere il motore e il controllore semplicemente stallo del sistema e evidenziando l’errore di conseguenza

Utilizzo di controllori motore brushless sensorless che misurano l’EMF posteriore

Il monitoraggio della velocità e la velocità costante possono essere raggiunti anche senza encoder e dispositivi simili utilizzando un driver motore brushless sensorless (ESC brushless) come il controller motore brushless sensorless ZDBL10 che può misurare l’EMF posteriore da un motore brushless e quindi determinare la velocità del motore e apportare le regolazioni di conseguenza.

Back EMF sta per back Electro Motive Force ed è una forza generata dall’azione della tornitura del motore brushless. Poiché la frequenza di back EMF è direttamente correlata alla velocità del motore (è simile al modo in cui la potenza viene generata utilizzando una turbina eolica per esempio) questa frequenza può essere letta dal driver del motore BLDC e la velocità del motore calcolata di conseguenza. Va notato che questa è generalmente un’opzione di costo molto inferiore rispetto all’utilizzo di encoder e dispositivi simili.

Decidere quale sia l’opzione migliore per l’applicazione

La scelta dell’opzione migliore per il progetto specifico dipenderà dai vincoli che si stanno lavorando all’interno. Il metodo Back-EMF di monitoraggio della velocità è di solito la soluzione di costo più basso, ma non funziona particolarmente bene a velocità inferiori. Se l’applicazione in genere non è necessario eseguire a basse velocità, questo potrebbe essere l’opzione migliore per voi. Tuttavia, se si desidera prestazioni complete su tutta la gamma di velocità, allora un sistema come un motore brushless sensored potrebbe essere la migliore situazione. Tale motore in tandem con un regolatore di posizionamento assoluto rappresenterebbe un’opzione solida

Conclusione

La natura della vostra applicazione e il budget che si sta lavorando per determinare in definitiva il modo più appropriato per impostare il sistema, ma la cosa chiave da notare è che ci sono diversi modi in cui velocità costante sotto carico variabile può essere raggiunto rapidamente. Di questi, utilizzando un controllore motore brushless sensorless come il ZDBL15 è probabilmente il più basso costo e più semplice, ma se si richiede un maggiore livello di precisione allora potrebbe essere il caso che utilizzando un encoder o pentola sarebbe più vantaggioso.

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