Інженерні рішення для керування безщітковими двигунами – Частина 2

Управління двигуном BLDC без необхідності використання MCU

Безщіткові двигуни постійного струму (BLDC) мають багато переваг у порівнянні з колекторними двигунами постійного струму, включаючи їх здатність забезпечувати більший крутний момент при тому ж форм-факторі, генерувати менше електричного і звукового шуму і вимагати значно меншого обслуговування.

Однак комутація повинна здійснюватись за допомогою електроніки, що збільшує складність конструкції, включаючи необхідність знати кут повороту ротора. Фізичні датчики доступні, але вони збільшують обсяг і вартість, тому цей підхід зазвичай не є кращим. Існують й інші підходи, хоча часто вони вимагають мікроконтролера та розробки коду, що подовжує час розробки.

На щастя, існують контролери двигунів із високим ступенем інтеграції, які можуть працювати без мікроконтролера (MCU).

Доступно кілька типів двигунів BLDC: ті, що генерують трапецієподібну зворотну ЕРС, зазвичай називаються двигунами BLDC, а ті, що генерують синусоїдальну хвилю, відомі як синхронні двигуни з постійними магнітами (PMSM). Тип можна визначити, подивившись форму вихідного сигналу при обертанні ротора вручну.

Двигуни з постійними магнітами (PMSM) переважні в тих випадках, коли потрібна менша пульсація крутного моменту, а також тихіша робота і вищий ККД. Однак для швидшого керування двигуном BLDC просто потрібна подача більшого струму на котушки, а для PMSM більш високі швидкості обертання вимагають подачі на котушки синусоїдальної хвилі вищої частоти. Для розрахунку форми синусоїдального сигналу (це складний в обчислювальному відношенні процес) зазвичай потрібен високопродуктивний процесор, програмована вентильна матриця (FPGA) або пристрій з апаратним прискоренням.

Сьогодні високоінтегровані рішення без мікроконтролерів забезпечують просте налаштування керування двигуном із постійними магнітами без необхідності використання датчиків ротора. Одним із таких пристроїв є синусоїдальний попередній драйвер Toshiba TC78B011FTG для бездатчикового керування трифазним безщітковим двигуном. Працюючи від 5,5 до 27 В (абсолютний максимум 30 В), пристрій ідеально підходить для керування двигунами з конфігурацією трикутника або зірки у вентиляторах, насосах і портативних вакуумних пристроях.

Робота налаштовується через інтерфейс I2C, налаштування зберігаються в незалежній пам'яті (NVM), що дозволяє програмувати під час виробництва. Швидкість двигуна можна встановити через I2C, ШІМ або аналоговий вхід. Управління гальмуванням та напрямком задається через вхідні контакти або I2C.

Офіційний документ Тoshiba з управління BLDC без мікроконтролерів. Його можна завантажити тут: 

Читати попередні матеріали з керування безщітковими двигунами:

• Інженерні рішення для керування безщітковими двигунами – Частина 1 (Розробка швидкого керування двигуном – апаратне забезпечення)

За матеріалами Toshiba

Компанія СЕА з 1990 року займається оптовою торгівлею на ринку України електронними компонентами для промислових підприємств. У програму поставок входять як пасивні компоненти (резистори, конденсатори, індуктивності, варистори, кварцові резонатори, розрядники, роз'єми, запобіжники, комутаційні вироби та ін.), так і активні компоненти (мікросхеми, транзистори, діоди, діодні мости, світлодіоди, рідкокристалічні індикатори, оптоприлади, запобіжники, датчики та ін.).

Компанія СЕА займається постачанням продукції Toshiba на територію України. Для того, щоб купити електронні компоненти або отримати кваліфіковану консультацію, зверніться в офіс Компанії СЕА за телефоном: +38 (044) 330-00-88 або по e-mail: info@sea.com.ua.