driver BLDC a rpm fissi e precisi

[ross]

Buona sera a tutti, qual'è il miglior sistema per far girare un motore brushless a giri fissi?
L'obbiettivo è quello di avere un numero di giri al minuto stabili, all'albero praticamente non c'è un carico.
Avevo pensato ad un sistema retroazionato, un sensore che legge i giri al secondo e un pll ... ma se invece di tutto ciò si pilota il motore con una tensione trifase sinusoidale e a frequenza fissa come per un normale asincrono non potrei ottenere ciò che mi interessa?

Grazie
Ross

[salvatore993]

si solo in teoria, visto che ciò che spenderesti (in tempo e componenti) per stabilizzare le condizioni ed il motore. il retro-azionamento con un circuito di inseguimento è la via più fattibile e sicura. quindi tra ciò che proponi BLDC senza dubbio.

[ross]

Il BLDC in ogni caso, il punto è capire se pilotato da una trifase sinusoidale (nel caso specifico a 12Volt) i giri rimangono costanti come si potrebbe ottenere con un PLL.
Mettere a punto un PLL non è semplice come ricreare la trifase sinusoidale a frequenza fissa.

Ross

[salvatore993]

con un driver specifico ti semplifichi la vita, ed è pronto subito.

[ross]

Non è proprio così semplice come pensi, di driver ce ne sono di diversi, per esempio i sensored con i 3 sensori di hall, opportunamente posizionati, i sensorless a campo orientato... e vanno tutti messi a punto, con precisione.

Ross

[salvatore993]

e vabbè certo, un minimo di hardware di controllo lo devi preparare, tra l'altro è sempre così quando si cerca qualcosa che non è già in commercio per altri usi, e a parte il fatto che ti servono giri ""certi" non conosco l'applicazione nello specifico. considera che al 90% il motore BLDC i sensori li ha già di norma quindi credo che effettivamente sia la più semplice.se ti fai un giro su http://www.ing-pini.it/ credo che trovi la soluzione a prezzi ragionevoli.

[ross]

Ho aperto il topic per un dibattito teorico, pensando ad un motore brushless ideale sensorless e forse ho omesso delle indicazioni base che davo per scontate.

Anni fa ho dovuto sostituire un azionamento in una macchina di taglio laser (industriale) e tra le tante aziende produttrici ho scartato quella che hai indicato, purtroppo ha dei prezzi troppo alti per ciò che offre e non è competitiva, ci sono altre aziende italiane con ottimi prodotti e mi fermo qui per non fare pubblicità.

Ross

[malibus]

ciao
Il bldc si chiama cosi, perche e simile ad un motore DC e ha le caratteristiche di un motore DC.
La velocita di rotazione dipende dalla tensione e dal carico. La forma della corrente non e sinusoidale, ma trapezoidale.
L'unico modo di stabilizzare i giri del motore, e retroazione con regolazione della tensione, sia con PLL, sia con altri mezzi.
Ci sono esempi di pilotaggio, come nei HDD, dove il motore e bldc e il sistema e con retroazione. Un altro esempio piu semplice puoi
trovare nel datasheet di TDA5140.

[SWL]

Il bldc si chiama cosi, perche e simile ad un motore DC e ha le caratteristiche di un motore DC.

Questo non è corretto: il motore BLDC (BrushLess Direct Current Motor) è un motore sincrono a magneti permanenti (*) che necessita di un driver per sostituire la funzione del commutatore (usualmente chiamate "spazzole").

I driver per BLDC si possono raggruppare in due grandi famiglie: "sensored" e "sensorless" a seconda che abbiano o non abbiano i sensori (di solito ad effetto Hall) per stabilire la posizione del rotore e simulare la funzione del commutatore.

Tra i driver (di entrambi i tipi), il più comune è quello di tipo "free running" che fornisce al motore tutta la tensione di alimentazione con un angolo di sfasamento meccanico/elettrico (a vuoto) predeterminato. L'insieme di questo tipo di driver e di un motore BLDC costituisce un sistema che emula il comportamento di un motore in corrente continua. L'esempio più comune è quello dei motori per aeromodelli.

Un motore BLDC alimentato con una corretta sequenza di impulsi (determinata dal numero di poli e dalla loro distanza angolare), gira a velocità costante senza alcun tipo di retroazione (è, come si diceva prima, un motore sincrono). La variazione di carico induce una variazione dello sfasamento meccanico/elettrico fino alla coppia di stallo, alla quale il motore perde il sincronismo e si ferma.

Purtroppo, però, un driver retroazionato (sensored o sensorless) è sempre necessario perché altrimenti non sarebbe possibile avviare il motore da fermo e garantire stabilità al sistema (**). Avendo un driver, il controllo di velocità allora viene implementato comunemente in forma digitale (vedi HDD), utilizzando le informazioni dei sensori o le equivalenti informazioni virtuali ottenute dai sistemi sensorless. La pratica di retroazionare il motore già munito di driver "free running" attraverso il controllo della tensione di alimentazione è un mezzo obbrobrio che, pur funzionando, non è certo un bel esempio di progettazione di sistema.

(*) Alcuni autori (tra cui anche Wikipedia, seppur con una nota critica) considerano nella famiglia dei BLDC anche i motori a riluttanza o a induzione. La maggior parte della letteratura tecnica considera invece questi motori sotto le relative famiglie (appunto "riluttanza" e "induzione"). La motivazione di questo errore è da ricercasi nel fatto che i driver per motori BLDC possono funzionare anche per queste tipologie di motori, ma si tratta di un appiglio alquanto debole.

(**) In realtà è possibile anche far partire da fermo un BLDC non retroazionato. La cosa ha validità solo accademica in quanto si tratta di un'operazione molto difficile e assolutamente inaffidabile per un utilizzo pratico. Si deve fornire al motore la sequenza di impulsi a frequenza crescente, fino a portarlo a velocità di regime. Ciò che però avviene è curioso (e affascinante!): il motore inizia a pendolare (in velocità) attorno alla rampa di salita e il sistema risulta stabile o instabile in funzione a una miriade di fattori, tra i quali il più importante è il momento d'inerzia del sistema rotante. Per dare un'idea, in una prova di laboratorio con un piccolo motore BLDC da 20 W, portato da zero a 3000 rpm in 30 secondi abbiamo avuto un pendolamento con frequenza di oscillazione di 1 Hz e ampiezza picco-picco di oltre 1000 rpm! L'effetto è quello di sentire il motore che accelera e decelera in continuazione anche se alimentato a frequenza praticamente costante; più o meno come lo "sgasare" con la manetta della moto da fermi...