Aggiornamento della carrozzina elettrica con motore brushless

Che cos'è un motore DC brushless? Un motore brushless vale di più?

I motori CC senza spazzole sono stati sviluppati sulla base dei motori CC a spazzole. Presentano i vantaggi della regolazione continua della velocità, dell'ampio intervallo di regolazione della velocità, della forte capacità di sovraccarico, della buona linearità, della lunga durata, delle dimensioni ridotte, del peso ridotto e dell'elevata potenza, risolvendo una serie di problemi dei motori a spazzole. Poiché i motori brushless non dispongono di spazzole per la commutazione automatica, sono necessari commutatori elettronici per la commutazione. Il driver per motori DC brushless implementa la funzione di questo commutatore elettronico.

Se si considerano le prestazioni e la durata di vita della carrozzina, ne vale sicuramente la pena. I motori brushless presentano vantaggi più evidenti rispetto ai motori a spazzole. Per gli amanti della velocità che desiderano un'esperienza di controllo migliore, sono un investimento affidabile.

Metodi di controllo dei motori brushless:

Attualmente, il controllo dei motori DC brushless si divide principalmente in due categorie: controllo a onda quadra (controllo a onda trapezoidale) e controllo a onda sinusoidale. Quali sono i principi di questi due metodi di controllo?

(1) Controllo a onda quadra: La posizione del rotore del motore è ottenuta tramite il sensore di Hall. In base alla posizione del rotore, vengono eseguite 6 commutazioni all'interno del ciclo elettrico di 360° (commutazione una volta ogni 60°). In ogni posizione di commutazione, il motore emette una forza in una direzione specifica. Si può quindi affermare che la precisione di posizione del controllo a onda quadra è di 60° elettrici. Poiché la forma d'onda della corrente di fase del motore si avvicina a un'onda quadra con questo metodo di controllo, si parla di controllo a onda quadra.

(2) Controllo dell'onda sinusoidale: Viene utilizzata l'onda SVPWM e l'uscita è una tensione trifase a onda sinusoidale. La corrente di fase del motore è una corrente a onda sinusoidale. Si può considerare che in un ciclo elettrico vengono eseguite più variazioni continue della commutazione. La corrente di commutazione non subisce variazioni improvvise. Ovviamente, rispetto al controllo a onda quadra, il controllo a onda sinusoidale presenta minori fluttuazioni di coppia, meno armoniche di corrente e risulta più "delicato" da controllare.

Caratteristiche dell'onda quadra e dell'onda sinusoidale:

Caratteristiche di controllo dell'onda quadra

(1) Prezzo conveniente. L'algoritmo del driver è semplice, la difficoltà di sviluppo è bassa, il costo di sviluppo è basso e il costo dell'hardware è inferiore a quello del controllo dell'onda sinusoidale;

(2) L'accelerazione e la decelerazione sono semplici e ruvide, simili a quelle dell'acceleratore, ma anche facili da superare;

(3) L'accoppiamento del motore è semplice. I requisiti per la fase di Hall del motore, l'induttanza di fase e la resistenza di fase sono bassi;

Caratteristiche del controllo dell'onda sinusoidale

(1) Funzionamento regolare e fluttuazione di coppia ridotta. Analogamente al servocontrollo, l'effetto di funzionamento è regolare e non è facilmente influenzato dalle variazioni di carico;

(2) Più stabile e affidabile, con una lunga durata. Il controllo a onda sinusoidale evita l'impatto dei picchi di corrente, mentre il controllo a onda quadra è soggetto a generare picchi di corrente, che si ripercuotono sul tubo MOS e sul motore e ne compromettono facilmente la durata;

(3) Silenzioso e a basso rumore. Quando il motore è in funzione, il controllo a onda quadra è in grado di percepire chiaramente il "cigolio" della corrente, mentre il suono della corrente del controllo a onda sinusoidale è estremamente ridotto;

(4) Alta efficienza, risparmio energetico e riduzione delle emissioni. Il controllo dell'onda sinusoidale ha prestazioni più elevate rispetto al controllo dell'onda quadra e richiede una corrente inferiore per produrre la stessa potenza;

(5) L'algoritmo è più difficile e il costo è leggermente superiore a quello del controllo a onda quadra;

Come scegliere tra l'inverter a onda quadra e quello a onda sinusoidale?

Poiché esistono due metodi di controllo per i motori brushless, onda sinusoidale e onda quadra, come scegliere?

(1) Se non si hanno requisiti troppo elevati in termini di effetto di funzionamento, prestazioni, stabilità e affidabilità e si persegue un costo contenuto, si può scegliere un inverter a onda quadra;

(2) Se si desidera un buon effetto operativo, un'elevata stabilità e affidabilità, silenziosità, basso consumo energetico e alta efficienza, scegliere un inverter sinusoidale;