หลักการของมอเตอร์กระแสตรง

หลักการควบคุมของมอเตอร์กระแสตรงไร้แปรงถ่านมีดังต่อไปนี้: หากต้องการให้มอเตอร์หมุน หน่วยควบคุมจะต้องกำหนดตำแหน่งของโรเตอร์ของมอเตอร์ตามเซ็นเซอร์ฮอลล์-ก่อน จากนั้น ตามขดลวดสเตเตอร์ จะกำหนดลำดับที่เปิด (หรือปิด) ทรานซิสเตอร์กำลังในอินเวอร์เตอร์ ทรานซิสเตอร์ AH, BH และ CH (เรียกว่าทรานซิสเตอร์กำลังที่ต้นแขน) และทรานซิสเตอร์ AL, BL และ CL (เรียกว่าทรานซิสเตอร์กำลังที่แขนท่อนล่าง) ในอินเวอร์เตอร์จะไหลตามลำดับผ่านขดลวดมอเตอร์ ทำให้เกิดสนามแม่เหล็กหมุนตามเข็มนาฬิกา (หรือทวน-ตามเข็มนาฬิกา) สนามแม่เหล็กนี้ทำปฏิกิริยากับแม่เหล็กของโรเตอร์ ส่งผลให้มอเตอร์หมุนตามเข็มนาฬิกา/ทวน{5}}ตามเข็มนาฬิกา เมื่อโรเตอร์ของมอเตอร์หมุนไปยังตำแหน่งที่เซ็นเซอร์ฮอลล์-ตรวจจับสัญญาณชุดอื่น ชุดควบคุมจะเปิดทรานซิสเตอร์กำลังชุดถัดไป วงจรนี้จะดำเนินต่อไป โดยปล่อยให้มอเตอร์หมุนไปในทิศทางเดียวกันจนกระทั่งชุดควบคุมตัดสินใจหยุดโรเตอร์ของมอเตอร์ ซึ่งเป็นจุดที่ทรานซิสเตอร์กำลังปิดอยู่ (หรือเปิดเฉพาะทรานซิสเตอร์กำลังที่แขนท่อนล่างเท่านั้น) ในการกลับทิศทางของโรเตอร์ ทรานซิสเตอร์กำลังจะเปิดในลำดับย้อนกลับ

รูปแบบการสลับพื้นฐานสำหรับทรานซิสเตอร์กำลังสามารถแสดงได้ดังนี้: AH, BL → AH, CL → BH, CL → BH, AL → CH, AL → CH, BL อย่างไรก็ตาม ห้ามมิให้เปลี่ยนเป็น AH, AL, BH, BL หรือ CH, CL โดยเด็ดขาด นอกจากนี้ เนื่องจากชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์มีเวลาตอบสนองในการสลับเสมอ เวลาเปลี่ยนของทรานซิสเตอร์กำลังจึงต้องคำนึงถึงเวลาตอบสนองนี้ด้วย มิฉะนั้นหากปิดแขนท่อนบน (หรือแขนท่อนล่าง) ไม่สนิทก่อนที่จะเปิดแขนท่อนล่าง (หรือแขนท่อนบน) จะเกิดไฟฟ้าลัดวงจรทำให้พาวเวอร์ทรานซิสเตอร์ไหม้

เมื่อมอเตอร์เริ่มหมุน ชุดควบคุมจะเปรียบเทียบ (หรือคำนวณผ่านซอฟต์แวร์) คำสั่ง (ประกอบด้วยความเร็วที่กำหนดโดยคนขับและอัตราการเร่งความเร็ว/การลดความเร็ว) กับความเร็วของการเปลี่ยนแปลงของสัญญาณเซ็นเซอร์ฮอลล์- เพื่อกำหนดว่าสวิตช์กลุ่มใด (AH, BL, AH, CL, BH, CL หรือ ...) ควรเปิด และใช้เวลานานเท่าใด หากความเร็วไม่เพียงพอ เวลาเปิด-ก็จะนานขึ้น หากความเร็วมากเกินไป เวลาเปิด-ก็จะสั้นลง การดำเนินการส่วนนี้ได้รับการจัดการโดย PWM PWM (การปรับความกว้างพัลส์) กำหนดความเร็วของมอเตอร์ และการสร้าง PWM ดังกล่าวเป็นกุญแจสำคัญในการบรรลุการควบคุมความเร็วที่แม่นยำ

การควบคุมความเร็วสูง-ต้องพิจารณาว่าความละเอียดสัญญาณนาฬิกาของระบบเพียงพอที่จะรองรับเวลาประมวลผลคำสั่งซอฟต์แวร์หรือไม่ นอกจากนี้ การเข้าถึงการเปลี่ยนแปลงสัญญาณเซ็นเซอร์ฮอลล์-ยังส่งผลต่อประสิทธิภาพของโปรเซสเซอร์ ความแม่นยำ และประสิทธิภาพ-แบบเรียลไทม์อีกด้วย สำหรับการควบคุมความเร็วต่ำ- โดยเฉพาะอย่างยิ่งการสตาร์ทด้วยความเร็วต่ำ- สัญญาณเซ็นเซอร์ฮอลล์-จะเปลี่ยนช้าลง ดังนั้นวิธีการรับสัญญาณ ระยะเวลาการประมวลผล และการกำหนดค่าพารามิเตอร์ควบคุมที่เหมาะสมตามคุณลักษณะของมอเตอร์จึงมีความสำคัญ คุณสามารถแก้ไขการตอบสนองความเร็วเพื่อใช้การเปลี่ยนแปลงของตัวเข้ารหัสเป็นข้อมูลอ้างอิง ซึ่งจะเพิ่มความละเอียดของสัญญาณเพื่อการควบคุมที่ดียิ่งขึ้น การทำงานของมอเตอร์ที่ราบรื่นและการตอบสนองที่ดียังขึ้นอยู่กับความเหมาะสมของการควบคุม PID อีกด้วย ตามที่กล่าวไว้ข้างต้น มอเตอร์กระแสตรงไร้แปรงถ่านใช้การควบคุม-วงปิด ดังนั้นสัญญาณตอบรับจะบอกหน่วยควบคุมว่าความเร็วของมอเตอร์อยู่ห่างจากความเร็วเป้าหมายแค่ไหน-นี่คือข้อผิดพลาด การทราบข้อผิดพลาดจำเป็นต้องได้รับการชดเชย ซึ่งสามารถทำได้ด้วยวิธีการควบคุมทางวิศวกรรมแบบดั้งเดิม เช่น การควบคุม PID อย่างไรก็ตาม สภาพและสภาพแวดล้อมภายใต้การควบคุมมีความซับซ้อนและเปลี่ยนแปลงได้ หากจำเป็นต้องมีการควบคุมที่แข็งแกร่งและทนทาน ปัจจัยที่ต้องพิจารณาอาจอยู่นอกเหนือการควบคุมอย่างสมบูรณ์ของการควบคุมทางวิศวกรรมแบบดั้งเดิม ดังนั้นการควบคุมแบบคลุมเครือ ระบบผู้เชี่ยวชาญ และโครงข่ายประสาทเทียมจะถูกรวมเข้ากับทฤษฎีสำคัญของการควบคุม PID อัจฉริยะด้วย