MTD6505 – driver sinusoidal fără senzori pentru motorul trifazat fără perii DC de ventilator (BLDC)

7 NOIEMBRIE 2015

Motorul fără perii este un tip de motor electric al cărui principiu de funcţionare constă cumva în răsturnarea ideii de bază a funcţionării motoarelor clasice de curent continuu. Părţile componente ale motorului BLDC sunt un rotor mobil cu magneţi permanenţi fixaţi pe el şi un stator cu bobine (înfăşurări) fixate pe circumferinţa acestuia. Deoarece astfel din structura motorului au fost eliminate periile, motoarele BLDC sunt caracterizate de o rezistenţă şi o fiabilitate mult mai mari faţă de cele tradiţionale (dat fiind că periile se uzează mecanic). Totodată, în aceste motoare s-au obţinut o funcţionare mai silenţioasă şi o eficienţă energetică mai ridicată (căldura din înfăşurări poate fi evacuată direct prin carcasă). De asemenea, viteza de rotaţie a motorului poate fi controlată pe întreg intervalul său de funcţionare, indiferent de valoarea momentană a cuplului motor. Însă aceste avantaje evidente sunt contrabalansate de necesitatea aplicării unor algoritmi complicaţi de control sau a unor drivere electro­nice dedicate (comutatoare).

de Paweł Sióda, TME


TME_EA0915_MTD6505Motorul fără perii nu este controlat direct de la o sursă de curent continuu. În locul acesteia, pe diferitele înfăşurări ale motorului sunt aplicate pe rând, ciclic, impulsuri de tensiune dreptunghiulare sau trapezoidale, a căror valoare într-un anumit moment depinde de poziţia rotorului faţă de stator. Informaţiile privind poziţia sunt transmise, de regulă, de senzorii de câmp magnetic (cu efect Hall). Pentru obţinerea unui cuplu motor maxim, unghiul dintre fluxurile magnetice ale rotorului şi statorului trebuie să se menţină în limita a 90°. O dată cu creşterea vitezei de rotaţie, se scurtează şi timpul în care impulsul de tensiune este aplicat pe fiecare dintre înfăşurări (avem astfel de-a face cu un control prin tehnica de modulare în lăţime a impulsurilor, PWM). Algoritmul de control descris mai sus duce la concluzia logică conform căreia, în motoarele BLDC, elementele utilizate în mod curent pentru realizarea comutaţiei electronice sunt microcontrolerele (figura 1).

TME_EA0915_MTD6505-schemaÎnsă de ceva vreme, firma Microchip Technology oferă un driver dedicat, sinusoidal, fără senzori pentru motorul trifazat BLDC alimentat cu o tensiune de 5 VDC. MTD6505, pentru că despre el este vorba, generează un semnal sinusoidal de 180° folosit pentru controlul diferitelor înfăşurări. Astfel, este posibilă obţinerea unui cuplu motor maxim cu păstrarea, totodată, a unei funcţionări silenţioase a motorului. Informaţiile despre poziţia reciprocă a rotorului faţă de stator sunt transmise prin măsurarea căderii de tensiune pe terminalele diferitelor înfăşurări (căderea de tensiune este direct proporţională cu valoarea fluxului magnetic din momentul respectiv). Aceasta este metoda Back-EMF (BEMF). Prin aplicarea acesteia, a fost posibilă eliminarea din aplicaţii a costisitorilor senzori Hall, care ocupau şi mult spaţiu.
TME_EA0915_MTD6505-application-circuit-diagramÎnfăşurările motorului comandat pot fi conectate direct la ieşirile de control ale circuitului MTD6505, pentru că acesta integrează o punte de control trifazată (full bridge driver), alcătuită din 6 tranzistoare cu efect de câmp. Intervalul tensiunii de alimentare a circuitului este cuprins între 2 şi 5,5 VDC. Dacă alegem valoarea corespunzătoare a rezistorului extern, circuitul MTD6505 va putea funcţiona cu mai multe tipuri de motoare fără perii, cu diferite valori ale factorului Back-EMF (valoare definită în fişa de catalog a motorului respectiv). Sunt posibile atât controlul şi modificarea direcţiei rotaţiilor motorului, cât şi reglarea vitezei de rotaţie a acestuia (prin metoda Power Supply Modulation sau Power Width Modulation PSM/PWM). Driverul MTD6505 este prevăzut cu o serie de funcţii integrate pentru menţinerea şi prelungirea duratei de viaţă a motorului, precum elemente integrate de protecţie împotriva suprasarcinii, supratensiunii şi elemente de protecţie termică (decuplarea motorului la depăşirea temperaturii limită). Circuitul MTD6505 este montat într-o carcasă DFN10 cu dimensiunile 3×3 mm. Poate fi utilizat pentru controlul ventilatoarelor în echipamentele hardware din domeniul IT şi medical şi, în general, pentru controlul micilor motoare BLDC cu tensiunea de alimentare de maxi­mum 5VDC. Utilizarea unei soluţii gata pregătite scuteşte proiectanţii de scriere a unor algoritmi complicaţi de control şi scurtează timpul de elaborare a aplicaţiilor.

Driverul menţionat se află în oferta firmei Transfer Multisort Elektronik ( www.tme.eu) – distribuitor Microchip.

 


TME_EA0815_LOGO_TME_Sept_2015Transfer Multisort Elektronik
www.tme.ro

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile necesare sunt marcate *

  • Folosim datele dumneavoastră cu caracter personal NUMAI pentru a răspunde comentariilor/solicitărilor dumneavoastră.
  • Pentru a primi raspunsuri adecvate solicitărilor dumneavoastră, este posibil să transferăm adresa de email și numele dumneavoastră către autorul articolului.
  • Pentru mai multe informații privind politica noastră de confidențialitate și de prelucrare a datelor cu caracter personal, accesați link-ul Politica de prelucrare a datelor (GDPR) si Cookie-uri.
  • Dacă aveți întrebări sau nelămuriri cu privire la modul în care noi prelucrăm datele dumneavoastră cu caracter personal, puteți contacta responsabilul nostru cu protecția datelor la adresa de email: gdpr@esp2000.ro
  • Abonați-vă la newsletter-ul revistei noastre