Prinsip Motor DC

Prinsip kendali motor DC brushless adalah sebagai berikut: Untuk membuat motor berputar, unit kendali harus terlebih dahulu menentukan posisi rotor motor berdasarkan sensor-Hall. Kemudian, berdasarkan belitan stator, menentukan urutan nyala (atau mati) transistor daya pada inverter. Transistor AH, BH, dan CH (disebut transistor daya lengan atas) dan transistor AL, BL, dan CL (disebut transistor daya lengan bawah) dalam inverter secara berurutan mengalirkan arus melalui kumparan motor, menghasilkan medan magnet berputar searah jarum jam (atau berlawanan arah jarum jam). Medan magnet ini berinteraksi dengan magnet rotor, sehingga menyebabkan motor berputar searah/berlawanan arah jarum jam-searah jarum jam. Saat rotor motor berputar ke posisi di mana sensor Hall-mendeteksi rangkaian sinyal lain, unit kontrol akan menyalakan rangkaian transistor daya berikutnya. Siklus ini berlanjut, membiarkan motor berputar ke arah yang sama hingga unit kontrol memutuskan untuk menghentikan rotor motor, pada saat itulah transistor daya dimatikan (atau hanya transistor daya lengan bawah yang dihidupkan). Untuk membalikkan arah rotor, transistor daya dihidupkan dalam urutan terbalik.

Pola peralihan dasar transistor daya dapat diilustrasikan sebagai berikut: AH, BL → AH, CL → BH, CL → BH, AL → CH, AL → CH, BL. Namun dilarang keras untuk menggantinya menjadi AH, AL, BH, BL, atau CH, CL. Selain itu, karena komponen elektronik selalu mempunyai waktu respons peralihan, waktu peralihan transistor daya harus memperhitungkan waktu respons ini. Jika tidak, jika lengan atas (atau lengan bawah) tidak tertutup rapat sebelum lengan bawah (atau lengan atas) dibuka, akan terjadi korsleting yang menyebabkan transistor daya terbakar.

Saat motor mulai berputar, unit kontrol membandingkan (atau menghitung melalui perangkat lunak) perintah (terdiri dari kecepatan yang ditetapkan oleh pengemudi dan laju akselerasi/deselerasi) dengan kecepatan perubahan sinyal sensor aula untuk menentukan kelompok sakelar mana (AH, BL, AH, CL, BH, CL, atau ...) yang harus dihidupkan, dan untuk berapa lama. Jika kecepatannya tidak mencukupi, waktu-pengaktifannya lebih lama; jika kecepatannya berlebihan,-waktu nyalanya lebih singkat. Bagian operasi ini ditangani oleh PWM. PWM (Modulasi Lebar Pulsa) menentukan kecepatan motor, dan menghasilkan PWM tersebut adalah kunci untuk mencapai kontrol kecepatan yang tepat.

Kontrol-kecepatan tinggi harus mempertimbangkan apakah resolusi jam sistem cukup untuk menangani waktu pemrosesan instruksi perangkat lunak. Selain itu, cara pengaksesan-perubahan sinyal sensor Hall juga memengaruhi performa prosesor, akurasi, dan performa-waktu nyata. Untuk kontrol-kecepatan rendah, terutama start-kecepatan rendah, sinyal sensor-Hall berubah lebih lambat. Oleh karena itu, metode perolehan sinyal, waktu pemrosesan, dan konfigurasi parameter kontrol yang tepat berdasarkan karakteristik motor menjadi sangat penting. Alternatifnya, umpan balik kecepatan dapat dimodifikasi untuk menggunakan perubahan encoder sebagai referensi, sehingga meningkatkan resolusi sinyal untuk kontrol yang lebih baik. Kelancaran pengoperasian motor dan respon yang baik juga bergantung pada kesesuaian kontrol PID. Seperti disebutkan sebelumnya, motor DC tanpa sikat menggunakan kontrol loop tertutup; oleh karena itu, sinyal umpan balik memberi tahu unit kontrol seberapa jauh kecepatan motor dari kecepatan target-inilah kesalahannya. Mengetahui kesalahan memerlukan kompensasi, yang dapat dicapai melalui metode pengendalian teknik tradisional seperti kontrol PID. Namun, keadaan dan lingkungan yang terkendali sebenarnya rumit dan dapat berubah. Jika pengendalian yang kuat dan tahan lama diperlukan, faktor-faktor yang perlu dipertimbangkan mungkin berada di luar kendali penuh pengendalian teknik tradisional. Oleh karena itu, kendali fuzzy, sistem pakar, dan jaringan saraf juga akan dimasukkan ke dalam teori penting kendali PID cerdas.