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Feedback di posizione per motore DC brushless

Dalla nascita di motore a corrente continua senza spazzole, il sensore ad effetto Hall è stato la forza principale per realizzare il feedback di commutazione. Poiché il controllo trifase richiede solo tre sensori e ha un basso costo unitario, sono spesso la scelta più economica per l'inversione dal punto di vista del costo puramente BOM.I sensori ad effetto Hall incorporati nello statore rilevano la posizione del rotore in modo che i transistor nel ponte trifase possano essere commutati per azionare il motore. Le tre uscite del sensore ad effetto Hall sono generalmente etichettate come canali U, V e W. Sebbene Hall i sensori a effetto possono risolvere efficacemente il problema della commutazione del motore BLDC, soddisfano solo la metà dei requisiti del sistema BLDC.

Sebbene il sensore ad effetto Hall consenta al controller di pilotare il motore BLDC, il suo controllo è purtroppo limitato alla velocità e alla direzione.In un motore trifase, il sensore ad effetto Hall può fornire solo una posizione angolare all'interno di ciascun ciclo elettrico. All'aumentare del numero di coppie polari, aumenta anche il numero di cicli elettrici per rotazione meccanica e l'uso dei BLDC si diffonde , così come la necessità di un rilevamento della posizione preciso. Per garantire che la soluzione sia solida e completa, il sistema BLDC dovrebbe fornire informazioni sulla posizione in tempo reale in modo che il controller possa tracciare non solo la velocità e la direzione, ma anche la distanza percorsa e la posizione angolare.
Per soddisfare l'esigenza di informazioni di posizione più rigorose, una soluzione comune consiste nell'aggiungere un encoder rotativo incrementale al motore BLDC. In genere, gli encoder incrementali vengono aggiunti allo stesso sistema di circuito di retroazione di controllo oltre al sensore ad effetto Hall. I sensori ad effetto Hall sono utilizzato per l'inversione del motore, mentre gli encoder vengono utilizzati per un tracciamento più preciso di posizione, rotazione, velocità e direzione. Poiché il sensore ad effetto Hall fornisce solo nuove informazioni sulla posizione ad ogni cambio di stato Hall, la sua precisione raggiunge solo sei stati per ogni ciclo di alimentazione. motori bipolari, ci sono solo sei stati per ciclo meccanico. La necessità di entrambi è ovvia rispetto a un encoder incrementale che offre una risoluzione in migliaia di PPR (impulsi per giro), che può essere decodificato in quattro volte il numero di cambi di stato.
Tuttavia, poiché attualmente i produttori di motori devono assemblare nei loro motori sia sensori ad effetto Hall che encoder incrementali, molti produttori di encoder stanno iniziando a offrire encoder incrementali con uscite di commutazione, che comunemente chiamiamo semplicemente encoder di commutazione. Questi encoder sono stati appositamente progettati per forniscono non solo i tradizionali canali A e B ortogonali (e in alcuni casi il canale Z a impulsi di indice "una volta per giro"), ma anche i segnali di commutazione U, V e W standard richiesti dalla maggior parte dei driver dei motori BLDC. Ciò consente di risparmiare il motore progettista il passaggio non necessario di installare contemporaneamente sia il sensore ad effetto Hall che l'encoder incrementale.
Sebbene i vantaggi di questo approccio siano evidenti, esistono notevoli compromessi. Come accennato in precedenza, la posizione del rotore e dello statore deve essere padroneggiata per il Motore brushless BLDC per essere commutato in modo efficace. Ciò significa che è necessario prestare attenzione per garantire che i canali U/V/W dell'encoder del commutatore siano correttamente allineati con la fase del motore BLDC.