Detección de corriente en controladores de motores sin escobillas

Introducción

Los sistemas de motores sin escobillas requieren sensores de posición y corriente para su control. Para controlar un motor sin escobillas trifásico se necesitan al menos corrientes bifásicas. La detección de corriente se puede lograr detectando las corrientes de fase del bus de corriente continua, lo que hace que un sensor sea suficiente para el control de corriente en motores sin escobillas. Sin embargo, si se necesita aislamiento, el coste de los sensores actuales tiende a ser mayor. Alternativamente, si no es necesario el aislamiento, la corriente se puede obtener midiendo la caída de voltaje a través de resistencias de precisión, lo que resulta en costos más bajos. Este último método se utiliza ampliamente en controladores de motores sin escobillas de bajo coste.

Métodos de detección actuales

En sistemas de bajo costo, los sensores de resistencia comparten puntos en común con el procesador del controlador sin escobillas, lo que minimiza el hardware adicional. En tales sistemas, es crucial aislar las señales de puerta obtenidas del procesador del controlador sin escobillas, especialmente cuando el sistema opera a voltajes superiores a 12 V, como los voltajes de los automóviles. Los sensores de corriente de efecto Hall son ideales para el aislamiento de detección de corriente en el control de motores sin escobillas.

Metodos alternativos

Otro método implica el uso de dispositivos MOSFET con sensores de corriente incorporados para detectar corriente. Sin embargo, estimar la corriente utilizando la caída de voltaje en el MOSFET debido a efectos de temperatura puede ser inexacto. Para un control actual preciso, este método no es factible.

Importancia de la retroalimentación actual

El control de motores sin escobillas de alto rendimiento es casi imposible sin retroalimentación de corriente. Si no se requiere un control preciso del par y la velocidad, se pueden omitir tanto el control de retroalimentación de corriente como los sensores de corriente, y sería suficiente un simple controlador sin escobillas de voltaje PWM de bucle abierto basado en el ciclo de trabajo.

Desafíos sin comentarios actuales

Sin embargo, sin retroalimentación actual, los métodos que se basan únicamente en el control del ciclo de trabajo sin considerar el control actual tienen inconvenientes, especialmente en la respuesta a cambios en el par de carga. A medida que cambia el par de carga, la velocidad del rotor disminuye, lo que induce una caída en la fuerza electromotriz inducida y, por lo tanto, un aumento en la corriente de fase del estator. Esto puede ser aceptable cuando sólo se controla el par, proporcional al ciclo de trabajo del voltaje.

Conclusión

En conclusión, ya sea que se emplee control de corriente con retroalimentación o sin retroalimentación, es esencial considerar alguna forma de control de corriente debido a las constantes de tiempo térmicas relativamente pequeñas de los dispositivos inversores en comparación con los motores sin escobillas. La implementación de métodos como el control de limitación de corriente mejora la solidez del sistema.

Pensamientos finales

En aplicaciones donde se requiere control de velocidad, el ciclo de trabajo de voltaje no debe determinarse únicamente en función de las partes ajustadas a la velocidad. El control externo de retroalimentación de velocidad es necesario para el control de circuito cerrado de retroalimentación de velocidad, lo que hace que la detección o detección de velocidad sea crucial. Un sistema de control sin sensores combinado con un control limitador de corriente ofrece robustez y confiabilidad.