Princip DC motora

Princip upravljanja jednosmjernog motora bez četkica je sljedeći: Da bi se motor rotirao, kontrolna jedinica mora prvo odrediti položaj rotora motora na osnovu Hall-senzora. Zatim, prema namotajima statora, određuje redoslijed u kojem se tranzistori snage u pretvaraču uključuju (ili isključuju). AH, BH i CH tranzistori (nazvani tranzistori snage gornjeg kraka) i AL, BL i CL tranzistori (nazvani tranzistori snage donjeg kraka) u invertoru uzastopno teku struju kroz zavojnice motora, stvarajući rotirajuće magnetno polje u smjeru kazaljke na satu (ili suprotno -) rotirajućem magnetskom polju. Ovo magnetsko polje stupa u interakciju s magnetima rotora, uzrokujući da se motor rotira u smjeru kazaljke na satu/u suprotnom smjeru-. Kada se rotor motora rotira u poziciju u kojoj Hall-senzor osjeti drugi skup signala, kontrolna jedinica uključuje sljedeći set tranzistora snage. Ovaj ciklus se nastavlja, dozvoljavajući motoru da se okreće u istom smjeru sve dok kontrolna jedinica ne odluči da zaustavi rotor motora, u kom trenutku se tranzistori snage isključuju (ili se uključuju samo tranzistori snage donjeg kraka). Za obrnuti smjer rotora, tranzistori snage se uključuju u obrnutom slijedu.

Osnovni obrazac prebacivanja za tranzistore snage može se ilustrirati na sljedeći način: AH, BL → AH, CL → BH, CL → BH, AL → CH, AL → CH, BL. Međutim, apsolutno ih je zabranjeno mijenjati kao AH, AL, BH, BL ili CH, CL. Nadalje, budući da elektronske komponente uvijek imaju vrijeme odziva na prebacivanje, vrijeme uključivanja tranzistora snage mora uzeti u obzir ovo vrijeme odziva. U suprotnom, ako nadlaktica (ili donja ruka) nije potpuno zatvorena prije nego što se donji krak (ili nadlaktica) otvori, doći će do kratkog spoja, što će uzrokovati pregorjevanje tranzistora snage.

Kada motor počne da se okreće, upravljačka jedinica upoređuje (ili računa putem softvera) naredbu (sastavljenu od brzine koju je zadao vozač i brzine ubrzanja/usporavanja) sa brzinom promjene signala senzora hall- da bi odredila koja grupa prekidača (AH, BL, AH, CL, BH, CL ili ...) treba biti uključena i koliko dugo. Ako je brzina nedovoljna, vrijeme uključenja-je duže; ako je brzina prevelika,-vrijeme uključivanja je kraće. Ovim dijelom operacije upravlja PWM. PWM (Pulse Width Modulation) određuje brzinu motora, a generiranje takvog PWM je ključ za postizanje precizne kontrole brzine.

Kontrola velike{0}}brzine mora uzeti u obzir da li je rezolucija takta sistema dovoljna da podnese vrijeme obrade softverskih instrukcija. Nadalje, način na koji se pristupa promjenama signala Hall-senzora također utiče na performanse procesora, tačnost i performanse-u realnom vremenu. Za kontrolu malih{5}}brzina, posebno niskih{6}}startova, signal Hall-senzora se sporije mijenja. Stoga, metoda akvizicije signala, tajming obrade i odgovarajuća konfiguracija kontrolnih parametara na osnovu karakteristika motora postaju ključni. Alternativno, povratna informacija o brzini može se modificirati tako da koristi promjene kodera kao referencu, povećavajući rezoluciju signala za bolju kontrolu. Gladan rad motora i dobar odziv također zavise od prikladnosti PID kontrole. Kao što je ranije spomenuto, DC motori bez četkica koriste zatvorenu{15}}upravu; stoga, povratni signal govori upravljačkoj jedinici koliko je brzina motora udaljena od ciljne brzine-to je greška. Poznavanje greške zahtijeva kompenzaciju, što se može postići tradicionalnim inženjerskim metodama upravljanja kao što je PID kontrola. Međutim, stanje i okruženje pod kontrolom su zapravo složeni i promjenjivi. Ako je potrebna robusna i izdržljiva kontrola, faktori koje treba uzeti u obzir vjerovatno su izvan potpune kontrole tradicionalne inženjerske kontrole. Stoga će fuzzy kontrola, ekspertni sistemi i neuronske mreže također biti uključeni u važne teorije inteligentne PID kontrole.