Detecção de corrente em drivers de motor sem escova

Introdução

Os sistemas de motor sem escova requerem sensores de posição e corrente para controle. Pelo menos correntes bifásicas são necessárias para controlar um motor trifásico sem escovas. A detecção de corrente pode ser obtida detectando as correntes de fase do barramento de corrente contínua, tornando um sensor suficiente para controle de corrente em motores sem escovas. Porém, se for necessário isolamento, o custo dos sensores de corrente tende a ser maior. Alternativamente, se o isolamento não for necessário, a corrente pode ser obtida medindo a queda de tensão nos resistores de precisão, resultando em custos mais baixos. Este último método é amplamente utilizado em drivers de motor sem escova de baixo custo.

Métodos de detecção atuais

Em sistemas de baixo custo, os sensores resistores compartilham pontos comuns com o processador do driver sem escova, minimizando hardware adicional. Nesses sistemas, é crucial isolar os sinais de porta obtidos do processador do driver sem escova, especialmente quando o sistema opera em tensões superiores a 12V, como tensões automotivas. Sensores de corrente de efeito Hall são ideais para isolamento de detecção de corrente em controle de motor sem escova.

Métodos Alternativos

Outro método envolve o uso de dispositivos MOSFET com sensores de corrente integrados para detectar corrente. No entanto, estimar a corrente usando a queda de tensão no MOSFET devido aos efeitos da temperatura pode ser imprecisa. Para um controle preciso da corrente, este método não é viável.

Importância do Feedback Atual

O controle de motor sem escova de alto desempenho é quase impossível sem feedback de corrente. Se o controle preciso de torque e velocidade não for necessário, tanto o controle de feedback de corrente quanto os sensores de corrente podem ser omitidos, e um simples driver sem escova de tensão PWM de malha aberta baseado no ciclo de trabalho seria suficiente.

Desafios sem Feedback Atual

No entanto, sem realimentação de corrente, os métodos que dependem apenas do controle do ciclo de trabalho sem considerar o controle de corrente apresentam desvantagens, especialmente na resposta a mudanças no torque da carga. À medida que o torque da carga muda, a velocidade do rotor diminui, induzindo uma queda na força eletromotriz induzida e, portanto, um aumento na corrente da fase do estator. Isto pode ser aceitável quando apenas o torque é controlado, proporcional ao ciclo de trabalho da tensão.

Conclusão

Concluindo, seja empregando controle de corrente com realimentação ou sem realimentação, é essencial considerar alguma forma de controle de corrente devido às constantes de tempo térmicas relativamente pequenas dos dispositivos inversores em comparação com motores sem escovas. A implementação de métodos como o controle de limitação de corrente aumenta a robustez do sistema.

Considerações finais

Em aplicações onde o controle de velocidade é necessário, o ciclo de trabalho da tensão não deve ser determinado apenas com base nas porções ajustadas à velocidade. O controle externo de realimentação de velocidade é necessário para o controle de malha fechada de realimentação de velocidade, tornando crucial a detecção ou detecção de velocidade. Um sistema de controle sem sensor combinado com controle de limitação de corrente oferece robustez e confiabilidade.