Bir sensörsüz BLDC motor sürücüsü ve Hall sensörlü BLDC motor sürücüsü arasında seçim yapmak, BLDC motor sistemi tasarımında önemli bir karardır. İki yaklaşım, rotor konumunu belirlemek için farklı yöntemler kullanır ve her birinin kendine özgü avantajları ve sınırlamaları vardır.

Genel olarak, Hall sensör kontrolü doğrudan rotor konumu geri bildirimi ve sıfır hızdan güvenilir başlangıç sağlarken, sensörsüz kontrol Hall sensörlerini ortadan kaldırır ve rotor konumunu tahmin etmek için motorun elektriksel sinyallerini - yaygın olarak geri EMF'yi - kullanır gibi sensörsüz BLDC kontrol IC'lerine dayalı ürünler sunar.Uygun seçim, motora, başlangıç yüküne, hız aralığına, maliyete, kablolamaya ve uygulama gereksinimlerine bağlıdır.

Üç fazlı bir BLDC motorun, motor fazlarının ne zaman komütasyon yapılacağını belirlemek için rotor konumu bilgisine ihtiyacı vardır.

Hall sensörlü bir BLDC motor normalde motorun içine monte edilmiş üç Hall etkisi sensörü kullanır. Dijital sinyalleri, kontrolörün uygun komütasyon durumunu seçmesine izin vererek rotorun elektriksel konumunu gösterir.

Geleneksel altı adımlı bir sistemde, üç Hall sinyali, her biri 60 elektriksel derece olan altı geçerli elektriksel sektörü tanımlar.

Sensörsüz bir BLDC motor Hall sensörleri gerektirmez. Geleneksel altı adımlı sensörsüz kontrol, kontrolörün yüzen motor fazının Geri Elektromotor Kuvvetini (Geri-EMF) izler ve rotor konumunu tahmin etmek ve komütasyon zamanlamasını belirlemek için sıfır geçiş bilgisini kullanır.

Bu nedenle temel fark şudur:

Hall sensörü:

• Rotor konumu → Hall sensörleri → Kontrolör → Komütasyon

Sensörsüz:

• Rotor dönüşü → Geri-EMF → Konum tahmini → Kontrolör → Komütasyon

Geleneksel sensörsüz BEMF kontrolünün temel sınırlaması, geri EMF'nin motor dönüş hızına bağlı olmasıdır. Durduğunda temelde geri EMF yoktur, bu nedenle kontrolör yalnızca BEMF'den rotor konumunu elde edemez ve bir başlangıç stratejisi kullanması gerekir.

Hall tabanlı bir BLDC motorda, Hall sensörleri kalıcı mıknatıslı rotorun manyetik alanını algılar.

Kontrolör, Hall durumlarını okur ve rotorun şu anda hangi elektriksel sektörde olduğunu belirler.

Basitleştirilmiş bir kontrol dizisi şöyledir:

Hall Sinyali → Rotor Konumu → Komütasyon → Motor Dönüşü

Geleneksel üç Hall'lü altı adımlı bir sistem için, sensör sinyalleri altı komütasyon sektörüne karşılık gelen altı geçerli konum durumu sağlar.

• Güvenilir başlangıç
• İyi düşük hızlı kontrol
• Doğrudan rotor konumu bilgisi
• Başlangıç torku gerektiren uygulamalar için uygundur
• Göreceli olarak basit komütasyon mantığı

• Motor içinde Hall sensörleri gerektirir
• Ek kablolama gerektirir
• Bileşenler ve montaj gereksinimleri ekler
• Sensör kurulumu motor üretim karmaşıklığını artırabilir
• Hall kablolaması ve sinyalleri hala uygun EMI tasarımı gerektirir

Geleneksel bir sensörsüz altı adımlı BLDC sisteminde, iki motor fazı sürülürken üçüncü faz serbest bırakılır.

Kontrolör serbest bırakılan fazı izler.

Motor döndüğünde, kalıcı mıknatıslar motor sargılarında geri EMF üretir. Kontrolör, geri EMF sıfır geçişini algılar ve bir sonraki komütasyon olayını senkronize etmek için bu bilgiyi kullanır.

Basitleştirilmiş bir işlem şöyledir:

Motor Dönüşü

↓

Geri-EMF Üretilir

↓

Serbest Bırakılan Faz Algılanır

↓

Sıfır Geçiş Algılanır

↓

Rotor Konumu Tahmin Edilir

↓

Sonraki Komütasyon

Bu, fiziksel rotor konumu sensörlerine olan ihtiyacı ortadan kaldırır.

Bu en önemli mühendislik farklarından biridir.

Bir BLDC motor durduğunda:

Motor Hızı ≈ 0 → Geri-EMF ≈ 0

Bu nedenle, kontrolör başlangıçta rotor konumunu belirlemek için BEMF'ye güvenemez.

Sensörsüz bir sürücü normalde, yeterince algılanabilir bir BEMF sinyali mevcut olana kadar motoru hızlandırmak için ilk bir başlangıç dizisi gerektirir.

Bu, motor başlangıç yükünün sensörsüz bir BLDC sürücüsü seçerken kritik bir faktör olduğu gibi sensörsüz BLDC kontrol IC'lerine dayalı ürünler sunar.

Örneğin, sensörsüz bir sürücü hafif yüklü bir fan ile çok iyi çalışabilir, ancak motor ve sürücü parametreleri doğru eşleştirilmezse yüksek başlangıç torku gereksinimleri olan bir pompa, üfleyici veya mekanik sistemi başlatmakta zorlanabilir.

Evrensel bir cevap yok.

Doğru seçim uygulamaya bağlıdır.

• Hall sensörleri mevcut değil
• Daha düşük BOM maliyeti önemlidir
• Basitleştirilmiş motor kablolaması tercih edilir
• Mekanik entegrasyonun basitleştirilmesi gerekir
• Motor normalde orta veya yüksek hızda çalışır
• Uygulama bir fan, pompa, üfleyici veya benzeri dönen yüktür
• Uygulama sıfır hızda hassas rotor konumu gerektirmez

• Güvenilir başlangıç kritiktir
• Yüksek başlangıç torku gereklidir
• Motor sık sık çok düşük hızda çalışır
• Rotor konumu durduğunda mevcut olmalıdır
• Uygulama zaten Hall donanımlı bir motor kullanıyor
• Kontrol sistemi doğrudan Hall konumu geri bildirimi gerektirir

Bunlar mutlak kurallar yerine mühendislik seçim hususlarıdır. Belirli bir motor ve yük, kontrolörle birlikte her zaman değerlendirilmelidir.

Bir BLDC sürücüsünü yalnızca voltaj ve akıma göre seçmek yeterli değildir.

Mühendisler ayrıca şunları da dikkate almalıdır:

• Motor sargı konfigürasyonu
• Anma gerilimi
• Anma akımı
• Tepe/başlangıç akımı
• Motor hız aralığı
• Kutup sayısı
• Geri-EMF özellikleri
• Hall sensörü düzenlemesi, uygulanabilirse
• Başlangıç torku
• Mekanik yük
• Gereken ivme
• PWM frekansı
• Çalışma sıcaklığı
• Koruma gereksinimleri

Sensörsüz sistemler için BEMF özellikleri ve başlangıç davranışı özellikle önemlidir.

Hall tabanlı sistemler için Hall sensörü tipi, Hall elektriksel açısı, sinyal dizisi ve faz/Hall kablolama ilişkisi de doğrulanmalıdır.

JUYI Tech, kontrolör IC'leri ve sürücü kartları dahil olmak üzere hem sensörsüz hem de Hall sensörlü BLDC kontrol çözümleri sunar.

Bu, mühendislerin gerçek motor ve uygulama gereksinimlerine göre bir kontrol mimarisi seçmelerine olanak tanır.

JY01, mühendislerin Hall sensörlü ve sensörsüz motor tasarımları arasında esnekliğe ihtiyaç duyduğu durumlarda özellikle önemlidir.

Her ikisini de destekleyen çift modlu bir BLDC kontrolör IC'si olarak tasarlanmıştır:

• Hall sensörlü BLDC motorlar
• Sensörsüz BLDC motorlar

JY01, SPWM sürücü teknolojisini kullanır ve yumuşak başlatma, akım kontrolü, aşırı yük koruması, rotor kilidi koruması ve hız geri bildirimi gibi işlevleri içerir.

JY01 uygulama belgelerine göre, IC Hall veya sensörsüz çalışma için yapılandırılabilir. Sensörsüz çalışmada, başlangıç torku ayarı özellikle önemlidir, çünkü yetersiz başlangıç torku başlamayı engelleyebilirken, aşırı başlangıç torku sallanmaya veya ters harekete neden olabilir.

Bu, JY01'i hem Hall hem de sensörsüz BLDC motor tasarımlarını barındırabilen tek bir kontrolör platformu isteyen mühendisler için kullanışlı bir seçenek haline getirir.

Özellikle sensörsüz kontrol gerektiren uygulamalar için JUYI Tech, JY03B gibi sensörsüz BLDC kontrol IC'lerine dayalı ürünler sunar.

JY03B, SSOP-28 paketinde 9–36 V'luk bir sensörsüz BLDC motor kontrol IC'sidir. Motor kontrol çekirdeğini, MOSFET kapı sürücülerini, voltaj regülasyonunu ve diğer kontrol işlevlerini tek bir IC'de entegre ederek harici kontrol devresinin miktarını azaltır.

Örneğin, JYQD-V9.3E, JY03B tabanlı, PWM ve 0–5 V analog hız kontrolü ve FG hız darbe çıkışı olan 10–36 V'luk bir sensörsüz üç fazlı BLDC sürücü kartıdır.

Bu tür bir çözüm, Hall sensörlerinin gerekli olmadığı ve kompakt bir sensörsüz BLDC kontrol mimarisinin tercih edildiği uygulamalar için uygundur.

Hall donanımlı motorlar için JUYI Tech ayrıca özel Hall sensörlü sürücü kartları da sunar.

Örneğin, JYQD-V7.3E2, 15 A maksimum akım derecesine, 0–5 V analog hız kontrolüne, PWM hız kontrolüne ve hız darbe çıkışına sahip 24 V'luk bir Hall etkisi BLDC sürücü kartıdır. 120° Hall konfigürasyonuna sahip Hall sensörlü BLDC motorlar için tasarlanmıştır.

Başka bir seçenek ise JYQD-YL02D, 12–36 V çalışma ve 120° Hall sensörlü BLDC motorları destekleyen çift kanallı bir BLDC sürücü kartıdır.

Bu nedenle, JUYI Tech'in ürün portföyü seçimin her iki tarafını da kapsar:

Sensörsüz BLDC

• JY03B
• JYQD-V9.3E
• Diğer sensörsüz JYQD serisi

Hall Sensörlü BLDC

• JY01
• JYQD-V7.3E2
• JYQD-YL02D
• Diğer Hall sensörlü sürücü çözümleri

Mevcut JUYI Tech ürün portföyü ayrıca ayrı sensörsüz, Hall sensörlü ve çift modlu BLDC kontrolör ürünlerini de listelemektedir.

Her iki yöntem de evrensel olarak daha iyi değildir. Sensörsüz kontrol, Hall sensörlerini kaldırır ve motor arayüzünü basitleştirirken, Hall sensörleri doğrudan rotor konumu bilgisi ve sıfır hızdan güvenilir çalışma sağlar.

Evet, ancak durduğunda ve çok düşük hızda geri EMF mevcut olmadığından veya çok zayıf olduğundan normalde özel bir başlangıç stratejisi gerektirir.

Evet. Hall sensörleri, motor dururken bile rotor konumu bilgisi sağlar, bu da başlangıç komütasyonunu daha basit hale getirir.

Evet. JY01, Hall sensörlü ve sensörsüz BLDC motorlar için çift modlu bir kontrolör IC'si olarak tasarlanmıştır.

JY03B sensörsüz bir BLDC motor kontrol IC'sidir. Hall sensörlü uygulamalar için JUYI Tech, JY01 tabanlı çözümler ve Hall sensörlü sürücü kartları dahil olmak üzere başka ürünler de sunar.

Sensörsüz ve Hall sensörlü BLDC kontrolü arasındaki seçim, yalnızca bir teknolojinin daha yeni veya daha ucuz olup olmadığına değil, eksiksiz motor ve uygulama gereksinimlerine dayanmalıdır.

Sensörsüz BLDC kontrolü, kablolamayı basitleştirebilir, sensörle ilgili bileşenleri azaltabilir ve güvenilir orta/yüksek hızlı çalışmanın durduğunda doğrudan rotor konumu geri bildiriminden daha önemli olduğu fanlar, pompalar, üfleyiciler ve diğer uygulamalar için etkili bir çözüm sağlayabilir.

Hall sensörlü BLDC kontrolü, doğrudan rotor konumu bilgisi sağlar ve özellikle güvenilir başlangıç, düşük hızlı çalışma veya yüksek başlangıç torkunun gerekli olduğu durumlarda kullanışlıdır.

JUYI Tech, JY01 çift modlu BLDC kontrol IC'leri, JY02A, JY03B sensörsüz BLDC kontrol IC'leri, Hall sensörlü sürücü kartları, sensörsüz sürücü kartları ve özelleştirilmiş BLDC motor kontrol çözümleri aracılığıyla her iki mimariyi de destekler. Motorun elektriksel özellikleri, başlangıç yükü, çalışma hızı ve uygulama gereksinimlerine göre en uygun çözüm seçilmelidir.

• Geri EMF Algılama Nasıl Çalışır?
• Doğru BLDC Motor Sürücüsü Nasıl Seçilir