Điều khiển động cơ BLDC ba pha liên quan đến việc chuyển đổi phối hợp ba bộ cuộn dây stato để tạo ra một từ trường quay tương tác với nam châm vĩnh cửu của rôto. Toàn bộ quá trình được điều khiển bởi một trình điều khiển hoặc bộ điều khiển động cơ BLDC, quản lý việc chuyển mạch, điều chỉnh tốc độ và đầu ra mô-men xoắn.
Nền tảng của việc điều khiển động cơ BLDC 3 pha là trình tự chuyển mạch. Hầu hết các động cơ BLDC sử dụng chuyển mạch sáu bước (120 độ). Trong mỗi chu kỳ điện, bộ điều khiển cấp điện cho hai pha trong khi pha thứ ba vẫn nổi. Điều này tạo ra một từ trường điện từ quay kéo rôto về phía trước. Việc chuyển mạch thích hợp phụ thuộc vào việc phát hiện chính xác vị trí rôto, điều này thường đạt được bằng cách sử dụng cảm biến Hall.
PWM (Điều chế độ rộng xung) đóng một vai trò quan trọng trong việc điều khiển tốc độ. Bằng cách điều chỉnh chu kỳ nhiệm vụ được áp dụng cho các pha hoạt động, bộ điều khiển thay đổi điện áp trung bình được cung cấp cho động cơ, do đó điều khiển tốc độ trong khi vẫn duy trì hiệu suất mô-men xoắn tốt. Chu kỳ nhiệm vụ PWM cao hơn tạo ra tốc độ nhanh hơn, trong khi chu kỳ nhiệm vụ thấp hơn làm giảm tốc độ theo tỷ lệ.
Cảm biến dòng điện là một yếu tố thiết yếu khác. Nó bảo vệ động cơ khỏi quá dòng và cho phép các chiến lược điều khiển nâng cao. Nhiều bộ điều khiển bao gồm điện trở shunt hoặc cảm biến dòng điện hiệu ứng Hall để theo dõi dòng điện theo thời gian thực. Phản hồi này cho phép hệ thống thực hiện giới hạn dòng điện, điều chỉnh mô-men xoắn và các tính năng khởi động mềm.
Đối với điều khiển không cảm biến, trình điều khiển dựa vào sức điện động (back-EMF) được tạo ra trong pha nổi. Khi rôto di chuyển, điểm giao nhau bằng không của back-EMF cho biết vị trí điện của rôto. Kỹ thuật này loại bỏ sự cần thiết của cảm biến Hall và lý tưởng cho các ứng dụng nhạy cảm về chi phí, mặc dù nó hoạt động kém hiệu quả hơn ở tốc độ rất thấp.
Một số hệ thống tiên tiến sử dụng Điều khiển định hướng từ trường (FOC) hoặc điều khiển hình sin để vận hành êm hơn, ít tiếng ồn hơn và hiệu quả cao hơn. Mặc dù theo truyền thống được liên kết với động cơ PMSM, FOC ngày càng được áp dụng trong các bộ điều khiển động cơ BLDC cao cấp.
Các ứng dụng của điều khiển động cơ BLDC 3 pha bao gồm ổ đĩa công nghiệp, robot, xe tay ga điện, máy bay không người lái, máy bơm và máy nén điều hòa không khí. Với sự chuyển đổi toàn cầu sang các công nghệ tiết kiệm năng lượng, việc nắm vững các nguyên tắc cơ bản về điều khiển BLDC là rất quan trọng đối với các kỹ sư đang phát triển các hệ thống chuyển động hiện đại.
Điều khiển động cơ BLDC ba pha liên quan đến việc chuyển đổi phối hợp ba bộ cuộn dây stato để tạo ra một từ trường quay tương tác với nam châm vĩnh cửu của rôto. Toàn bộ quá trình được điều khiển bởi một trình điều khiển hoặc bộ điều khiển động cơ BLDC, quản lý việc chuyển mạch, điều chỉnh tốc độ và đầu ra mô-men xoắn.
Nền tảng của việc điều khiển động cơ BLDC 3 pha là trình tự chuyển mạch. Hầu hết các động cơ BLDC sử dụng chuyển mạch sáu bước (120 độ). Trong mỗi chu kỳ điện, bộ điều khiển cấp điện cho hai pha trong khi pha thứ ba vẫn nổi. Điều này tạo ra một từ trường điện từ quay kéo rôto về phía trước. Việc chuyển mạch thích hợp phụ thuộc vào việc phát hiện chính xác vị trí rôto, điều này thường đạt được bằng cách sử dụng cảm biến Hall.
PWM (Điều chế độ rộng xung) đóng một vai trò quan trọng trong việc điều khiển tốc độ. Bằng cách điều chỉnh chu kỳ nhiệm vụ được áp dụng cho các pha hoạt động, bộ điều khiển thay đổi điện áp trung bình được cung cấp cho động cơ, do đó điều khiển tốc độ trong khi vẫn duy trì hiệu suất mô-men xoắn tốt. Chu kỳ nhiệm vụ PWM cao hơn tạo ra tốc độ nhanh hơn, trong khi chu kỳ nhiệm vụ thấp hơn làm giảm tốc độ theo tỷ lệ.
Cảm biến dòng điện là một yếu tố thiết yếu khác. Nó bảo vệ động cơ khỏi quá dòng và cho phép các chiến lược điều khiển nâng cao. Nhiều bộ điều khiển bao gồm điện trở shunt hoặc cảm biến dòng điện hiệu ứng Hall để theo dõi dòng điện theo thời gian thực. Phản hồi này cho phép hệ thống thực hiện giới hạn dòng điện, điều chỉnh mô-men xoắn và các tính năng khởi động mềm.
Đối với điều khiển không cảm biến, trình điều khiển dựa vào sức điện động (back-EMF) được tạo ra trong pha nổi. Khi rôto di chuyển, điểm giao nhau bằng không của back-EMF cho biết vị trí điện của rôto. Kỹ thuật này loại bỏ sự cần thiết của cảm biến Hall và lý tưởng cho các ứng dụng nhạy cảm về chi phí, mặc dù nó hoạt động kém hiệu quả hơn ở tốc độ rất thấp.
Một số hệ thống tiên tiến sử dụng Điều khiển định hướng từ trường (FOC) hoặc điều khiển hình sin để vận hành êm hơn, ít tiếng ồn hơn và hiệu quả cao hơn. Mặc dù theo truyền thống được liên kết với động cơ PMSM, FOC ngày càng được áp dụng trong các bộ điều khiển động cơ BLDC cao cấp.
Các ứng dụng của điều khiển động cơ BLDC 3 pha bao gồm ổ đĩa công nghiệp, robot, xe tay ga điện, máy bay không người lái, máy bơm và máy nén điều hòa không khí. Với sự chuyển đổi toàn cầu sang các công nghệ tiết kiệm năng lượng, việc nắm vững các nguyên tắc cơ bản về điều khiển BLDC là rất quan trọng đối với các kỹ sư đang phát triển các hệ thống chuyển động hiện đại.