1แอนด์เอ็มเอฟ คืออะไร?

เมื่อหมุนหมุนแม่เหล็กถาวรของมอเตอร์ BLDC สนามแม่เหล็กของมันเคลื่อนไหวเทียบกับการล่อ stator และผลักดันความกระชับในระยะมอเตอร์

ความดันที่เกิดขึ้นนี้เรียกว่าแรงไฟฟ้าย้อนหลัง (Back-EMF หรือ BEMF)

ในมอเตอร์ BLDC แบบไม่มีเซนเซอร์สามเฟส รูปแบบคลื่น EMF กลับมีข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับตําแหน่งโรเตอร์และความเร็วของมอเตอร์

ในระบบ BLDC แบบธรรมดาที่ไม่มีเซนเซอร์ 6 ขั้นตอน มีพลังงานให้กับสองระยะของมอเตอร์ ขณะที่ระยะที่สามถูกปล่อยให้ลอย เครื่องควบคุมติดตามระยะลอยเพื่อตรวจจับ EMF กลับ

2การตรวจจับการผ่านศูนย์ของ Back-EMF ทํางานอย่างไร?

กระบวนการพื้นฐานสามารถสรุปได้ดังนี้:

การหมุนมอเตอร์ → การผลิต EMF กลับ → การตรวจจับการข้ามศูนย์ → การประเมินตําแหน่งโรเตอร์ → การสลับ

ระหว่างแต่ละภาคการสับเปลี่ยน มอเตอร์เฟสหนึ่งไม่ถูกขับเคลื่อนอย่างมีกิจกรรม เครื่องควบคุมติดตามเฟสพลอยนี้ และตรวจจับเมื่อ EMF กลับข้ามระดับมาตรฐาน

สําหรับระบบ BLDC แบบเฉพาะเจาะจง 6 ขั้นตอน จุดตัดศูนย์มีความสัมพันธ์ทางไฟฟ้าที่กําหนดไว้กับจุดเปลี่ยนถัดไปเครื่องควบคุมใช้ความช้าที่ตรงกับประมาณ 30 องศาไฟฟ้าเพื่อกําหนดเวลาการสลับที่เหมาะสม.

เบอร์เฟอร์แรนซ์สามารถกําหนดได้โดยใช้จุดเฉลี่ยของมอเตอร์ หรือในการดําเนินงานทั่วไปประมาณครึ่งหนึ่งของความดันบัส DC (Vbus/2)

3ทําไมระยะที่สามถึงยังคงลอยอยู่

มอเตอร์ BLDC สามเฟสมีสามลวด: U, V และ W

ในลําดับการสลับที่ไม่มีเซนเซอร์ 6 ขั้นตอนแบบปกติ มีการขับเคลื่อน 2 ขั้นตอน และขั้นตอนที่เหลือจะลอยทางไฟฟ้า

ระยะลอยให้วิธีที่ตรงไปตรงมาสําหรับการสังเกตย้อน EMF ที่เกิดจากมอเตอร์ โดยไม่ต้องวัดตําแหน่งหมุนโดยตรง

นี่คือความแตกต่างหลักระหว่างการควบคุม BLDC แบบ 6 ขั้นตอนโดยไม่มีเซนเซอร์แบบดั้งเดิม และการประเมินตําแหน่งโดยไม่มีเซนเซอร์โดยใช้ FOCดังนั้นการตรวจจับการข้ามศูนย์แบบระยะลอยแบบดั้งเดิมจึงไม่สามารถนําไปใช้ได้โดยตรง.

4ทําไมการตรวจจับ EMF กลับไม่ทํางานได้ด้วยความเร็ว 0?

นี่คือหนึ่งในข้อจํากัดที่สําคัญที่สุดของการควบคุม BLDC ที่ไม่มีเซ็นเซอร์

เมื่อเครื่องยนต์ไม่เคลื่อนย้าย ไม่มี EMF กลับ

เมื่อความเร็วของเครื่องยนต์เพิ่มขึ้น แบ็คเอ็มเอฟจะแข็งแกร่งขึ้นและจะพบง่ายขึ้น ดังนั้นเครื่องควบคุมไม่สามารถกําหนดตําแหน่งของโรเตอร์ได้จาก แบ็คเอ็มเอฟคนเดียวตอนเริ่มต้น

เครื่องควบคุม BLDC ที่ไม่มีเซนเซอร์มักใช้ลุปเปิดหรือลําดับการเริ่มต้นที่บังคับให้เร่งมอเตอร์จนถึงสัญญาณ EMF กลับจะแข็งแรงพอสําหรับการตรวจจับตําแหน่งที่น่าเชื่อถือได้

นี่คือเหตุผลที่ผลการเริ่มต้นเป็นข้อพิจารณาที่สําคัญเมื่อเลือกตัวขับ BLDC ที่ไม่มีเซนเซอร์

5อะไรที่ส่งผลกระทบต่อความแม่นยําในการตรวจจับ EMF กลับ?

ในระบบเคลื่อนไหวที่แท้จริง รูปแบบคลื่น EMF กลับไม่ได้สะอาดอย่างสมบูรณ์แบบ

มีปัจจัยหลายประการที่อาจส่งผลต่อการตรวจพบ

• เสียงเปลี่ยน PWM
  การสลับความถี่สูงจากสะพาน MOSFET สามารถนําเสียงดังเข้าสู่ความกระหน่ําระยะที่ตรวจจับได้
• อุปสรรคเสียง
  อุปทานการล่อมอเตอร์และการเปลี่ยนเปลี่ยนสามารถสร้างความดันเสียงรอบเหตุการณ์การสลับ
• ปริมาตรของมอเตอร์
  รูปแบบคลื่น EMF กลับขึ้นอยู่กับโครงสร้างของมอเตอร์ คุณสมบัติการล่อ, ความเร็ว, ความจุ, และปริมาตรไฟฟ้าอื่น ๆ
• การทํางานในความเร็วต่ํา
  ในความเร็วต่ํา อัมพลิทูด์และความชันของ EMF กลับน้อย ทําให้การตรวจจับการข้ามศูนย์ยากขึ้น
• EMI
  การวางแผน PCB ที่ไม่ดี สายมอเตอร์ที่ยาว และการสวิทช์กระแสไฟฟ้าที่กระแสไฟฟ้าสูง อาจทําให้เกิดการรบกวนเพิ่มเติม

ฉะนั้น การควบคุมที่เชื่อถือได้โดยไม่มีเซ็นเซอร์ต้องมีการกรองสัญญาณที่เหมาะสม การปฏิเสธเสียงเสียง การกําหนดเวลาการสลับ และการควบคุมการเริ่มต้นไมโครชิประบุเสียง PWM และเสียงแหวนแบบส่งผลเป็นปัญหาเชิงปฏิบัติการสําหรับการตรวจจับการข้ามศูนย์.

6จูยีเทค (JUYI Tech) ทําการตรวจจับ EMF กลับได้อย่างไร?

JUYI Tech พัฒนา IC การควบคุมมอเตอร์ BLDC ที่ไม่มีเซนเซอร์ และบอร์ดไดรเวอร์ที่ออกแบบสําหรับการใช้งานที่ไม่ต้องการเซ็นเซอร์ฮอลล์

JY03B Sensorless BLDC Motor Control IC รวมวงจรควบคุมมอเตอร์หลัก, เครื่องขับประตู MOSFET, และการควบคุมความดันภายในในขณะที่จัดการกับการตรวจจับ EMF กลับ, การตรวจจับเฟส,การควบคุมการเริ่มต้น, และฟังก์ชันการป้องกันผ่านสถาปัตยกรรมที่ใช้ฮาร์ดแวร์

รายละเอียดหลักของ JY03B ได้แก่

• ความดันการทํางาน: 9V36V DC
• แพ็คเกจ: SSOP-28
• การควบคุม BLDC สามเฟสที่ไม่มีเซนเซอร์
• ความถี่ PWM: 16 kHz
• การควบคุมความเร็วแบบอนาล็อก: 0V5
• การขับเคลื่อนประตูด้านสูง: สูงสุด 600 mA
• การขับเคลื่อนประตูด้านล่าง: ถึง 800 mA
• ระยะพลังงาน MOSFET ภายนอก
• การควบคุมโดยใช้ฮาร์ดแวร์ โดยไม่ต้องใช้ฟอร์มแวร์ MCU

สําหรับวิศวกรที่พัฒนามอเตอร์ BLDC ที่ไม่มีเซนเซอร์ JY03B จึงสามารถลดปริมาณวงจรควบคุมภายนอกและการพัฒนาฟอร์มแวร์ที่จําเป็น

7. ทําไมการตรวจจับ EMF หลังจึงสําคัญสําหรับคนขับ BLDC?

การตรวจจับ EMF กลับที่น่าเชื่อถือ มีผลต่อ

• การเริ่มต้นเครื่องยนต์
• ความแม่นยําของการสลับ
• ความมั่นคงของความเร็ว
• ทอร์คออก
• ประสิทธิภาพ
• เสียงเสียงของเครื่องยนต์
• การทํางานความเร็วสูง
• ความสามารถปรับเปลี่ยนภาระ

มอเตอร์และตัวควบคุมที่ตรงกันไม่ดี อาจส่งผลให้:

• ความล้มเหลวในการเริ่มต้น
• การหมุนกลับ
• ความสั่นสะเทือนของเครื่องยนต์
• การสูญเสียการร่วมกัน
• กระแสไฟฟ้าเกิน
• MOSFET ความร้อนเกิน
• ความเร็วไม่มั่นคง

ดังนั้น การเลือกเครื่องควบคุม BLDC ไม่ควรพึ่งพาเฉพาะความแรงดันและปริมาณไฟฟ้าเท่านั้น คุณสมบัติของมอเตอร์และพฤติกรรม EMF กลับต้องพิจารณาด้วย

คํา ถาม ที่ ถาม บ่อย

Q1. Back EMF ใน BLDC คืออะไร?

Back EMF คือความแรงดันที่ผลักดันในวงจรของมอเตอร์เมื่อหมุนหมุนของหมุนแม่เหล็กถาวร. มันให้ข้อมูลที่มีประโยชน์เกี่ยวกับตําแหน่งหมุนและความเร็วในการควบคุม BLDC ที่ไม่มีเซนเซอร์

คําถามที่ 2 เครื่องควบคุม BLDC ที่ไม่มีเซนเซอร์ตรวจจับตําแหน่งโรเตอร์ได้อย่างไร

เครื่องควบคุมติดตาม EMF กลับของระยะมอเตอร์พลอย และตรวจจับการข้ามศูนย์ของมัน อุปกรณ์ที่ตรวจพบจะนํามาใช้ในการกําหนดเวลาการสลับที่เหมาะสม

คําถามที่ 3 มอเตอร์ BLDC สามารถเริ่มต้นการตรวจจับ Back-EMF ด้วยตัวเองได้หรือไม่

ปกติแล้วไม่ครับ ในความเร็ว 0 มี EMF กลับน้อยหรือไม่มีดังนั้นเครื่องควบคุมที่ไม่มีเซนเซอร์จะต้องการการเริ่มต้นครั้งแรก หรือการสลับลุปแบบเปิดก่อนการตรวจสอบ BEMF ที่น่าเชื่อถือจะสามารถใช้ได้.

คําถามที่ 4 การตรวจจับการข้ามศูนย์ในมอเตอร์ BLDC คืออะไร?

การตรวจจับการข้ามศูนย์ระบุเมื่อ EMF หลังที่ติดตามได้ถึงจุดข้ามตัวอ้างอิงเหตุการณ์นี้ใช้ในการประเมินตําแหน่งหมุนและกําหนดการสลับต่อไป.

คําถามที่ 5 การตรวจจับ Back-EMF เหมือนกับ FOC ไหม?

เปล่า การตรวจจับการข้ามศูนย์ใน Back-EMF เป็นประจําFOC ที่ไม่มีเซนเซอร์โดยทั่วไปประเมินตําแหน่งของโรเตอร์ โดยใช้แรงดัน / กระแสที่วัดและรุ่นมอเตอร์หรือผู้สังเกตแทนที่จะพึ่งพาการข้ามศูนย์ระยะลอย.

Q6. เครื่องควบคุม BLDC ที่ไม่มีเซนเซอร์ที่ดีที่สุดคืออะไร?

ไม่มีเครื่องควบคุม "ที่ดีที่สุด" ทั่วไป. การเลือกที่ถูกต้องขึ้นอยู่กับแรงดันของมอเตอร์, ปัจจุบัน, ความเร็ว, การเริ่มต้นภาระ, back-EMF คุณลักษณะ, ความต้องการการควบคุม, ฟังก์ชันการป้องกันและเงื่อนไขการใช้.

สรุป

การตรวจจับ EMF กลับเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีพื้นฐาน ที่อยู่เบื้องหลังการควบคุมมอเตอร์ BLDC ที่ไม่มีเซนเซอร์มันสามารถควบคุมการประเมินตําแหน่งหมุนจากสัญญาณไฟฟ้าของมอเตอร์ แทนที่จะใช้เซ็นเซอร์ฮอลล์, ทําให้ระบบง่ายขึ้น, สะดวกสบายมากขึ้น, และอาจมีประหยัดมากขึ้น.

อย่างไรก็ตาม การดําเนินงานที่ไม่มีเซนเซอร์ที่ประสบความสําเร็จขึ้นอยู่กับมากกว่าการตรวจจับการข้ามศูนย์เพียงอย่างเดียว การควบคุมการเริ่มต้น คุณภาพสัญญาณ BEMF การกรอง การกําหนดเวลาการสับเปลี่ยน ปริมาตรการของมอเตอร์ การเลือก MOSFET,การวางแผน PCB และภาระการใช้งานทั้งหมดต้องพิจารณา

JY03B sensorless BLDC motor control IC ของ JUYI Tech ได้ถูกออกแบบมาเพื่อปรับรูปแบบการควบคุมมอเตอร์แบบนี้ง่ายขึ้นขณะที่ JUYI Tech ยังให้บริการบอร์ดขับ BLDC และการสนับสนุนแอปพลิเคชั่นสําหรับการจับคู่มอเตอร์และการพัฒนาระบบ.

ค้นหา IC ขับมอเตอร์ BLDC ที่ไม่มีเซนเซอร์? ค้นหา JY03B / JY02A Sensorless BLDC Motor Control IC ของ JUYI Tech และบอร์ดขับ BLDC ของซีรีส์ JYQD สําหรับการแก้ไขการควบคุมมอเตอร์ที่เชิงปฏิบัติการ