Выбор между бездатчиковый драйвер двигателя BLDCиДрайвер двигателя BLDC датчика Холлаявляется важным решением при проектировании системы двигателя BLDC. В двух подходах используются разные методы определения положения ротора, и каждый из них имеет свои преимущества и ограничения.

В целом, управление с помощью датчика Холла обеспечивает прямую обратную связь о положении ротора и надежный запуск с нулевой скорости, тогда как бездатчиковое управление исключает датчики Холла и использует электрические сигналы двигателя (обычно противо-ЭДС) для оценки положения ротора..Соответствующий выбор зависит от двигателя, пусковой нагрузки, диапазона скоростей, стоимости, проводки и требований применения.

Трехфазному двигателю BLDC необходима информация о положении ротора, чтобы определить, когда коммутировать фазы двигателя.

В двигателе BLDC с датчиком Холла обычно используются три датчика Холла, установленные внутри двигателя. Их цифровые сигналы указывают электрическое положение ротора, позволяя контроллеру выбрать подходящее состояние коммутации.

В обычной шестиступенчатой ​​системе три сигнала Холла идентифицируют шесть действительных электрических секторов по 60 электрических градусов каждый.

Бездатчиковый двигатель BLDC не требует датчиков Холла. При традиционном шестиступенчатом бездатчиковом управлении контроллер контролирует обратную электродвижущую силу (противо-ЭДС) плавающей фазы двигателя и использует информацию о пересечении нуля для оценки положения ротора и определения времени коммутации.

Таким образом, основная разница заключается в следующем:

Датчик Холла:

• Положение ротора → Датчики Холла → Контроллер → Коммутация

Бездатчиковый:

• Вращение ротора → Противо-ЭДС → Оценка положения → Контроллер → Коммутация

Ключевым ограничением традиционного бездатчикового управления BEMF является то, что противо-ЭДС зависит от скорости вращения двигателя. В состоянии покоя противо-ЭДС практически отсутствует, поэтому контроллер не может получить положение ротора только от BEMF и должен использовать стратегию запуска.

В двигателе BLDC на основе Холла датчики Холла обнаруживают магнитное поле ротора с постоянными магнитами.

Контроллер считывает состояния Холла и определяет, в каком электрическом секторе в данный момент находится ротор.

Упрощенная последовательность управления:

Сигнал Холла → Положение ротора → Коммутация → Вращение двигателя

Для обычной треххолловской шестиступенчатой ​​системы сигналы датчиков обеспечивают шесть действительных состояний положения, соответствующих шести секторам коммутации.

• Надежный запуск
• Хороший контроль на низких скоростях.
• Прямая информация о положении ротора
• Подходит для применений, требующих пускового крутящего момента
• Относительно простая логика коммутации

• Требуются датчики Холла внутри двигателя.
• Требуется дополнительная проводка
• Добавляет компоненты и требования к сборке.
• Установка датчика может увеличить сложность производства двигателя
• Проводка и сигналы в зале по-прежнему требуют соответствующего проектирования электромагнитных помех.

В традиционной бездатчиковой шестиступенчатой ​​системе BLDC две фазы двигателя управляются, а третья фаза остается плавающей.

Контроллер контролирует плавающую фазу.

Когда двигатель вращается, постоянные магниты генерируют противо-ЭДС в обмотках двигателя. Контроллер обнаруживает переход через ноль противо-ЭДС и использует эту информацию для синхронизации следующего события коммутации.

Упрощенный процесс:

Вращение двигателя

↓

Генерируемая противо-ЭДС

↓

Обнаружена плавающая фаза

↓

Обнаружено пересечение нуля

↓

Расчетное положение ротора

↓

Следующая коммутация

Это устраняет необходимость в физических датчиках положения ротора.

Это одно из важнейших инженерных отличий.

Когда двигатель BLDC остановлен:

Скорость двигателя ≈ 0 → противо-ЭДС ≈ 0

Следовательно, контроллер не может изначально полагаться на BEMF для определения положения ротора.

Бездатчиковому приводу обычно требуется начальная последовательность запуска для ускорения двигателя до тех пор, пока не станет доступен достаточно обнаруживаемый сигнал BEMF.

Это означает, чтоСтартовая нагрузка двигателя является решающим фактором при выборе бездатчикового драйвера BLDC..

Например, привод без датчиков может очень хорошо работать с малонагруженным вентилятором, но испытывать трудности с запуском насоса, воздуходувки или механической системы с высокими требованиями к пусковому моменту, если параметры двигателя и привода не согласованы должным образом.

Универсального ответа не существует.

Правильный выбор зависит от применения.

• Датчики Холла отсутствуют.
• Более низкая стоимость спецификации важна
• Предпочтительна упрощенная проводка двигателя.
• Механическую интеграцию необходимо упростить
• Двигатель обычно работает на средней или высокой скорости.
• Область применения — вентилятор, насос, воздуходувка или подобная вращающаяся нагрузка.
• Приложение не требует точного положения ротора при нулевой скорости.

• Надежный запуск имеет решающее значение
• Требуется высокий пусковой момент
• Двигатель часто работает на очень низкой скорости.
• Положение ротора должно быть доступно из состояния покоя.
• В приложении уже используется двигатель, оборудованный Холлом.
• Система управления нуждается в прямой обратной связи по положению Холла.

Это скорее соображения инженерного выбора, чем абсолютные правила. Конкретный двигатель и нагрузка всегда должны оцениваться вместе с контроллером.

Выбор драйвера BLDC только в соответствии снапряжение и токнедостаточно.

Инженеры также должны учитывать:

• Конфигурация обмотки двигателя
• Номинальное напряжение
• Номинальный ток
• Пиковый/пусковой ток
• Диапазон скоростей двигателя
• Количество полюсов
• Характеристики обратной ЭДС
• Расположение датчика Холла, если применимо
• Пусковой крутящий момент
• Механическая нагрузка
• Требуемое ускорение
• Частота ШИМ
• Рабочая температура
• Требования защиты

Для бездатчиковых систем особенно важны характеристики BEMF и поведение при запуске.

Для систем на основе Холла также необходимо проверить тип датчика Холла, электрический угол Холла, последовательность сигналов и соотношение проводов фазы/Холла.

JUYI Tech предлагает решения для управления BLDC как без датчиков, так и с датчиками Холла, включая микросхемы контроллера и платы драйверов.

Это позволяет инженерам выбирать архитектуру управления в соответствии с фактическими требованиями двигателя и приложения.

JY01особенно актуально, когда инженерам нужна гибкость между конструкциями двигателей с датчиком Холла и без датчиков.

Он спроектирован как двухрежимная микросхема контроллера BLDC, поддерживающая оба:

• Двигатели BLDC с датчиком Холла
• Бездатчиковые двигатели BLDC

JY01 использует технологию привода SPWM и включает в себя такие функции, как плавный пуск, контроль тока, защиту от перегрузки, защиту от блокировки ротора и обратную связь по скорости.

Согласно документации приложения JY01, микросхема может быть настроена для работы по Холлу или без датчика. При работе без датчиков регулировка пускового момента особенно важна, поскольку недостаточный пусковой момент может помешать запуску, а чрезмерный пусковой момент может способствовать тряске или обратному движению.

Это делает JY01 полезным вариантом для инженеров, которым нужна одна платформа контроллера, которая может работать как с двигателями Холла, так и с бессенсорными двигателями BLDC.

Для приложений, требующих бездатчикового управления, JUYI Tech предлагает продукты на основе безсенсорных интегральных схем управления BLDC, такие как:JY03B.

JY03Bпредставляет собой бездатчиковую ИС управления двигателем BLDC 9–36 В в корпусе SSOP-28. Он объединяет ядро ​​управления двигателем, драйверы затворов MOSFET, регулирование напряжения и другие функции управления в одной микросхеме, сокращая количество необходимых внешних схем управления.

Например,ДЖИКД-V9.3Eпредставляет собой бездатчиковую трехфазную плату драйвера BLDC 10–36 В на базе JY03B с ШИМ и аналоговым управлением скоростью 0–5 В и импульсным выходом скорости FG.

Этот тип решения подходит для приложений, где датчики Холла не требуются и предпочтительна компактная бездатчиковая архитектура управления BLDC.

Для двигателей, оснащенных датчиком Холла, JUYI Tech также предоставляет специальные платы драйверов с датчиком Холла.

Например,ДЖИКД-V7.3E2представляет собой плату драйвера двигателя BLDC с эффектом Холла на 24 В, максимальным током 15 А, аналоговым управлением скоростью 0–5 В, ШИМ-регулированием скорости и импульсным выходом скорости. Он предназначен для двигателей BLDC с датчиком Холла и конфигурацией Холла 120°.

Другой вариант –JYQD-YL02D, двухканальную плату драйвера BLDC, поддерживающую работу с напряжением 12–36 В и двигатели BLDC с датчиком Холла 120 °.

Таким образом, портфель продуктов JUYI Tech охватывает обе стороны выбора:

Бездатчиковый BLDC

• JY03B
• ДЖИКД-V9.3E
• Другая бездатчиковая серия JYQD

Датчик Холла BLDC

• JY01
• ДЖИКД-V7.3E2
• JYQD-YL02D
• Другие решения для драйверов датчика Холла

Текущий портфель продуктов JUYI Tech также включает отдельные продукты без датчиков, датчиков Холла и двухрежимные контроллеры BLDC.

Ни один из методов не является универсально лучшим. Бездатчиковое управление исключает датчики Холла и упрощает интерфейс двигателя, в то время как датчики Холла обеспечивают прямую информацию о положении ротора и надежную работу с нулевой скорости.

Да, но обычно требуется специальная стратегия запуска, поскольку обратная ЭДС недоступна или слишком слаба в состоянии покоя и на очень низкой скорости.

Да. Датчики Холла предоставляют информацию о положении ротора, даже когда двигатель неподвижен, что упрощает коммутацию при запуске.

Да. JY01 спроектирован как двухрежимная микросхема контроллера для двигателей BLDC с датчиком Холла и без датчиков.

JY03B - этоИС управления двигателем BLDC без датчика. Для приложений с датчиком Холла JUYI Tech предлагает другие продукты, в том числе решения на базе JY01 и платы драйверов датчика Холла.

Выбор между бездатчиковым управлением и управлением BLDC с датчиком Холла должен основываться на полных требованиях к двигателю и применению, а не просто на том, является ли одна технология новее или дешевле.

Бездатчиковое управление BLDCможет упростить проводку, уменьшить количество компонентов, связанных с датчиками, и обеспечить эффективное решение для вентиляторов, насосов, воздуходувок и других устройств, где надежная работа на средней/высокой скорости более важна, чем прямая обратная связь о положении ротора в состоянии покоя.

Датчик Холла Управление BLDCпредоставляет прямую информацию о положении ротора и особенно полезен, когда требуется надежный запуск, работа на низкой скорости или высокий пусковой момент.

JUYI Tech поддерживает обе архитектуры через двухрежимные микросхемы управления BLDC JY01. JY02A, JY03B ИС управления бездатчиковым BLDC, платы драйверов с датчиком Холла, платы бездатчиковых драйверов и индивидуальные решения для управления двигателями BLDC. Наиболее подходящее решение должно быть выбрано в соответствии с электрическими характеристиками двигателя, пусковой нагрузкой, рабочей скоростью и требованиями применения.

• Как работает обнаружение обратной ЭДС?
• Как выбрать правильный драйвер двигателя BLDC