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브러시리스 DC 모터의 위치 피드백

의 탄생 이후 브러시리스 DC 모터, 홀 효과 센서는 정류 피드백을 실현하는 주요 원동력이었습니다. 3상 제어는 3개의 센서만 필요하고 단가가 낮기 때문에 순전히 BOM 비용 관점에서 역전을 위한 가장 경제적인 선택인 경우가 많습니다.고정자에 내장된 홀 효과 센서는 3상 브리지의 트랜지스터가 모터를 구동하도록 전환될 수 있도록 회전자의 위치를 ​​감지합니다. 3개의 홀 효과 센서 출력은 일반적으로 U, V 및 W 채널로 레이블이 지정됩니다. 비록 홀 효과 센서는 BLDC 모터 정류 문제를 효과적으로 해결할 수 있으며 BLDC 시스템 요구 사항의 절반만 충족합니다.

홀 효과 센서를 사용하면 컨트롤러가 BLDC 모터를 구동할 수 있지만 불행히도 제어는 속도와 방향으로 제한됩니다.3상 모터에서 홀 효과 센서는 각 전기 주기 내에서만 각도 위치를 제공할 수 있습니다. 극 쌍의 수가 증가함에 따라 기계적 회전당 전기 주기의 수도 증가하고 BLDC의 사용이 보다 광범위해짐에 따라 , 정확한 위치 감지에 대한 요구도 마찬가지입니다. 솔루션이 견고하고 완전하다는 것을 보장하기 위해 BLDC 시스템은 컨트롤러가 속도와 방향뿐만 아니라 이동 거리 및 각도 위치도 추적할 수 있도록 실시간 위치 정보를 제공해야 합니다.
보다 엄격한 위치 정보에 대한 요구를 충족하기 위해 일반적인 솔루션은 BLDC 모터에 증분 로터리 인코더를 추가하는 것입니다. 일반적으로 증분 인코더는 홀 효과 센서 외에 동일한 제어 피드백 루프 시스템에 추가됩니다. 홀 효과 센서는 모터 반전에 사용되는 반면 인코더는 위치, 회전, 속도 및 방향을 보다 정확하게 추적하는 데 사용됩니다. 홀 효과 센서는 각 홀 상태 변경 시에만 새로운 위치 정보를 제공하기 때문에 정확도는 각 전원 주기에 대해 6개 상태에만 도달합니다. 바이폴라 모터의 경우 기계적 사이클당 상태가 6개뿐입니다. 상태 변경 수의 4배로 디코딩할 수 있는 수천 PPR(회전당 펄스)의 분해능을 제공하는 증분형 인코더와 비교할 때 둘 다의 필요성이 분명합니다.
그러나 모터 제조업체는 현재 홀 효과 센서와 증분 엔코더를 모두 모터에 조립해야 하므로 많은 엔코더 제조업체는 일반적으로 단순히 정류 엔코더라고 하는 정류 출력이 있는 증분 엔코더를 제공하기 시작했습니다. 이러한 엔코더는 다음을 위해 특별히 설계되었습니다. 기존의 직교 A 및 B 채널(일부 경우 "회전당 한 번" 인덱스 펄스 채널 Z)뿐만 아니라 대부분의 BLDC 모터 드라이버에 필요한 표준 U, V 및 W 정류 신호도 제공합니다. 이렇게 하면 모터가 절약됩니다. 설계자는 홀 효과 센서와 증분 인코더를 동시에 설치하는 불필요한 단계를 수행합니다.
이 접근 방식의 장점은 분명하지만 상당한 절충안이 있습니다. 위에서 언급했듯이 로터와 고정자의 위치는 BLDC 브러시리스 모터 이는 정류자 인코더의 U/V/W 채널이 BLDC 모터의 위상과 올바르게 정렬되도록 주의해야 함을 의미합니다.