เมื่อฉันเริ่มออกแบบชุดควบคุมมอเตอร์ไร้แปรงถ่าน (มอเตอร์ล้อ) มีคำถามมากมายเกี่ยวกับวิธีเปรียบเทียบมอเตอร์จริงกับวงจรสามขดลวดและแม่เหล็กที่เป็นนามธรรม ซึ่งตามกฎแล้วจะอธิบายหลักการควบคุมมอเตอร์ไร้แปรงถ่าน

เมื่อฉันใช้การควบคุมโดยเซ็นเซอร์ Hall ฉันยังไม่เข้าใจจริงๆ ว่าเกิดอะไรขึ้นในเครื่องยนต์นอกเหนือจากสามขดลวดและสองขั้วที่เป็นนามธรรม: ทำไม 120 องศาและทำไมอัลกอริทึมการควบคุมจึงเป็นเช่นนั้น

ทุกอย่างลงตัวเมื่อฉันเริ่มเข้าใจแนวคิดของการควบคุมไร้เซ็นเซอร์ของมอเตอร์ไร้แปรงถ่าน การเข้าใจกระบวนการที่เกิดขึ้นในชิ้นส่วนเหล็กจริงช่วยให้ฉันพัฒนาฮาร์ดแวร์และเข้าใจอัลกอริธึมการควบคุม

ด้านล่างนี้ฉันจะพยายามอธิบายวิธีการของฉันเพื่อทำความเข้าใจหลักการควบคุมมอเตอร์กระแสตรงแบบไร้แปรงถ่าน

สำหรับการทำงานของมอเตอร์แบบไร้แปรงถ่าน จำเป็นต้องให้สนามแม่เหล็กคงที่ของโรเตอร์เคลื่อนที่ไปตามสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่หมุนของสเตเตอร์ เช่นเดียวกับมอเตอร์กระแสตรงทั่วไป

การหมุนของสนามแม่เหล็กสเตเตอร์นั้นดำเนินการโดยการสลับขดลวดโดยใช้ชุดควบคุมอิเล็กทรอนิกส์
การออกแบบมอเตอร์แบบไร้แปรงถ่านนั้นคล้ายคลึงกับมอเตอร์แบบซิงโครนัส หากคุณเชื่อมต่อมอเตอร์แบบไร้แปรงถ่านกับเครือข่ายไฟฟ้ากระแสสลับสามเฟสที่ตรงตามพารามิเตอร์ทางไฟฟ้าของมอเตอร์ ก็จะทำงานได้

การสลับขดลวดของมอเตอร์แบบไร้แปรงถ่านช่วยให้คุณควบคุมได้จากแหล่งจ่ายกระแสตรง เพื่อให้เข้าใจวิธีสร้างตารางการเปลี่ยนของมอเตอร์แบบไร้แปรงถ่าน จำเป็นต้องพิจารณาการควบคุมเครื่อง AC ซิงโครนัส

เครื่องซิงโครนัส
เครื่องซิงโครนัสถูกควบคุมจากเครือข่ายไฟฟ้ากระแสสลับสามเฟส มอเตอร์มีขดลวดไฟฟ้า 3 เส้นที่หักล้างกัน 120 องศาไฟฟ้า

เมื่อสตาร์ทมอเตอร์สามเฟสในโหมดเครื่องกำเนิดไฟฟ้า EMF จะถูกเหนี่ยวนำบนขดลวดมอเตอร์แต่ละเส้นด้วยสนามแม่เหล็กคงที่ ขดลวดมอเตอร์จะกระจายอย่างสม่ำเสมอ แรงดันไซน์จะถูกเหนี่ยวนำในแต่ละเฟส และสัญญาณเหล่านี้จะ จะถูกเลื่อนไป 1/3 ของช่วงเวลา (รูปที่ 1) รูปแบบของ EMF เปลี่ยนไปตามกฎของไซน์ คาบของไซน์คือ 2P (360) เนื่องจากเรากำลังจัดการกับปริมาณไฟฟ้า (EMF, แรงดัน, กระแส) เราจะเรียกมันว่า องศาไฟฟ้า และเราจะวัดระยะเวลาใน พวกเขา.

เมื่อใช้แรงดันไฟฟ้าสามเฟสกับมอเตอร์ ในแต่ละช่วงเวลาจะมีค่าความแรงของกระแสไฟฟ้าในแต่ละขดลวด

รูปที่ 1 มุมมองสัญญาณของแหล่งจ่ายไฟฟ้ากระแสสลับสามเฟส

แต่ละขดลวดจะสร้างเวกเตอร์สนามแม่เหล็กตามสัดส่วนของกระแสในขดลวด โดยการเพิ่มเวกเตอร์ 3 ตัว คุณจะได้เวกเตอร์สนามแม่เหล็กที่เป็นผลลัพธ์ เนื่องจากเมื่อเวลาผ่านไป กระแสบนขดลวดของมอเตอร์จะเปลี่ยนตามกฎไซน์ ขนาดของเวกเตอร์สนามแม่เหล็กของขดลวดแต่ละอันจะเปลี่ยนไป และเวกเตอร์ทั้งหมดที่เป็นผลลัพธ์จะเปลี่ยนมุมของการหมุน ในขณะที่ขนาดของเวกเตอร์นี้ยังคงที่

รูปที่ 2 หนึ่งคาบไฟฟ้าของมอเตอร์สามเฟส

รูปที่ 2 แสดงหนึ่งช่วงเวลาไฟฟ้าของมอเตอร์สามเฟส ช่วงเวลาตามอำเภอใจ 3 ช่วงเวลาจะถูกระบุ เพื่อสร้างเวกเตอร์สนามแม่เหล็กในแต่ละช่วงเวลาเหล่านี้ เราใส่ช่วงเวลานี้ 360 องศาไฟฟ้า บนวงกลม วางขดลวดมอเตอร์ 3 อันที่เลื่อน 120 องศาไฟฟ้าสัมพันธ์กัน (รูปที่ 3)

รูปที่ 3 โมเมนต์ที่ 1 เวกเตอร์สนามแม่เหล็กของแต่ละขดลวด (ซ้าย) และเวกเตอร์สนามแม่เหล็กที่เป็นผลลัพธ์ (ขวา)

เวกเตอร์สนามแม่เหล็กที่สร้างขึ้นโดยขดลวดของมอเตอร์จะถูกวาดตามแต่ละเฟส ทิศทางของเวกเตอร์ถูกกำหนดโดยทิศทางของกระแสตรงในขดลวด ถ้าแรงดันไฟฟ้าที่ใช้กับขดลวดเป็นค่าบวก เวกเตอร์จะถูกนำไปในทิศทางตรงกันข้ามจากขดลวด หากเป็นลบ ก็จะเคลื่อนที่ไปตามขดลวด ขนาดของเวกเตอร์เป็นสัดส่วนกับขนาดของแรงดันไฟฟ้าบนเฟส ณ ช่วงเวลาหนึ่ง
เพื่อให้ได้เวกเตอร์สนามแม่เหล็กที่เป็นผลลัพธ์ จำเป็นต้องเพิ่มข้อมูลเวกเตอร์ตามกฎการบวกเวกเตอร์
การสร้างช่วงเวลาที่สองและสามนั้นคล้ายคลึงกัน

รูปที่ 4 โมเมนต์ที่ 2 เวกเตอร์สนามแม่เหล็กของแต่ละขดลวด (ซ้าย) และเวกเตอร์สนามแม่เหล็กที่เป็นผลลัพธ์ (ขวา)

ดังนั้นเมื่อเวลาผ่านไป เวกเตอร์ที่เป็นผลลัพธ์จะเปลี่ยนทิศทางอย่างราบรื่น รูปที่ 5 แสดงเวกเตอร์ที่เป็นผลลัพธ์และแสดงการหมุนที่สมบูรณ์ของสนามแม่เหล็กสเตเตอร์ในหนึ่งคาบไฟฟ้า

รูปที่ 5 มุมมองของสนามแม่เหล็กหมุนที่เกิดจากขดลวดบนสเตเตอร์ของมอเตอร์

เบื้องหลังเวกเตอร์ของสนามแม่เหล็กไฟฟ้านี้ สนามแม่เหล็กของแม่เหล็กถาวรของโรเตอร์จะถูกพัดพาไปในแต่ละช่วงเวลา (รูปที่ 6)

รูปที่ 6 แม่เหล็กถาวร (โรเตอร์) เคลื่อนไปตามทิศทางของสนามแม่เหล็กที่สร้างโดยสเตเตอร์

นี่คือวิธีการทำงานของเครื่อง AC แบบซิงโครนัส

การมีแหล่งกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงจำเป็นต้องสร้างช่วงเวลาไฟฟ้าหนึ่งช่วงโดยอิสระโดยมีการเปลี่ยนแปลงทิศทางปัจจุบันบนขดลวดมอเตอร์สามเส้น เนื่องจากมอเตอร์แบบไร้แปรงถ่านมีการออกแบบคล้ายกับมอเตอร์แบบซิงโครนัสและมีพารามิเตอร์ที่เหมือนกันในโหมดเครื่องกำเนิดไฟฟ้า จึงจำเป็นต้องเริ่มจากรูปที่ 5 ซึ่งแสดงสนามแม่เหล็กหมุนที่สร้างขึ้น

ความดันคงที่
แหล่งจ่ายไฟ DC มีเพียง 2 สาย "กำลังบวก" และ "กำลังลบ" ซึ่งหมายความว่าสามารถจ่ายแรงดันไฟฟ้าให้กับขดลวดสองในสามขดลวดเท่านั้น จำเป็นต้องประมาณรูปที่ 5 และเลือกช่วงเวลาทั้งหมดที่สามารถสลับได้ 2 ใน 3 เฟส

จำนวนการเรียงสับเปลี่ยนจากชุดที่ 3 คือ 6 ดังนั้นจึงมี 6 ตัวเลือกสำหรับการเชื่อมต่อขดลวด
ลองอธิบายตัวเลือกการสลับที่เป็นไปได้และเลือกลำดับที่เวกเตอร์จะเปลี่ยนไปทีละขั้นจนกว่าจะถึงจุดสิ้นสุดของช่วงเวลาและเริ่มต้นใหม่

คาบไฟฟ้าจะนับจากเวกเตอร์แรก

รูปที่ 7 มุมมองของเวกเตอร์สนามแม่เหล็กทั้งหกที่สามารถสร้างขึ้นจากแหล่งจ่ายไฟ DC ได้โดยการสลับขดลวดสองในสามขดลวด

รูปที่ 5 แสดงให้เห็นว่าเมื่อควบคุมแรงดันไฟฟ้าไซน์สามเฟส มีเวกเตอร์จำนวนมากที่หมุนตามเวลาได้อย่างราบรื่น และเมื่อสลับกับ DC เป็นไปได้ที่จะได้รับสนามหมุนของเวกเตอร์เพียง 6 ตัว นั่นคือ สลับไปยังขั้นตอนถัดไป ควรเกิดขึ้นทุกๆ 60 องศาไฟฟ้า
ผลลัพธ์จากรูปที่ 7 สรุปไว้ในตารางที่ 1

ตารางที่ 1 ลำดับการสลับผลลัพธ์ของขดลวดมอเตอร์

ประเภทของสัญญาณควบคุมที่เป็นผลลัพธ์ตามตารางที่ 1 แสดงในรูปที่ 8 โดยที่ -V กำลังสลับไปยังขั้วลบของแหล่งพลังงาน (GND) และ +V กำลังสลับไปยังขั้วบวกของแหล่งพลังงาน

รูปที่ 8 มุมมองของสัญญาณควบคุมจากแหล่งจ่ายไฟ DC สำหรับมอเตอร์แบบไร้แปรงถ่าน สีเหลือง - เฟส W, สีน้ำเงิน - U, สีแดง - V.

อย่างไรก็ตาม ภาพจริงจากเฟสของมอเตอร์จะคล้ายกับสัญญาณไซน์จากรูปที่ 1 สัญญาณมีรูปร่างเป็นรูปสี่เหลี่ยมคางหมู เนื่องจากในขณะที่ไม่ได้เชื่อมต่อขดลวดมอเตอร์ แม่เหล็กถาวรของโรเตอร์จะเหนี่ยวนำให้เกิด EMF (รูปที่ 9)

รูปที่ 9 มุมมองของสัญญาณจากขดลวดของมอเตอร์แบบไร้แปรงถ่านในโหมดการทำงาน

บนออสซิลโลสโคปจะมีลักษณะดังนี้:

รูปที่ 10 มุมมองของหน้าต่างออสซิลโลสโคปเมื่อทำการวัดเฟสหนึ่งของมอเตอร์

คุณสมบัติการออกแบบ
ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ สำหรับการสลับขดลวด 6 ครั้ง จะเกิดคาบไฟฟ้าหนึ่งรอบ 360 องศาไฟฟ้า
จำเป็นต้องเชื่อมโยงช่วงเวลานี้กับมุมการหมุนที่แท้จริงของโรเตอร์ มอเตอร์ที่มีขั้วหนึ่งคู่และสเตเตอร์สามฟันนั้นใช้งานน้อยมาก มอเตอร์มีขั้ว N คู่
รูปที่ 11 แสดงรุ่นมอเตอร์ที่มีขั้วหนึ่งคู่และขั้วสองคู่

ก. ข.
รูปที่ 11 รุ่นมอเตอร์ที่มีเสาหนึ่งคู่ (a) และสอง (b)

มอเตอร์ที่มีขั้ว 2 คู่จะมี 6 ขดลวด แต่ละขดลวดเป็นคู่ กลุ่มละ 3 ขดลวดจะหักล้างกัน 120 องศาทางไฟฟ้า รูปที่ 12b ล่าช้าหนึ่งช่วงเวลาเป็นเวลา 6 คดเคี้ยว ขดลวด U1-U2, V1-V2, W1-W2 นั้นเชื่อมต่อกันและในการออกแบบนั้นเป็นตัวแทนของสายเอาต์พุต 3 เฟส การเชื่อมต่อจะไม่แสดงเพื่อความเรียบง่าย แต่จำไว้ว่า U1-U2, V1-V2, W1-W2 นั้นเหมือนกัน

รูปที่ 12 จากข้อมูลในตารางที่ 1 แสดงเวกเตอร์สำหรับขั้วหนึ่งและสองขั้ว

ก. ข.
รูปที่ 12 แผนผังของเวกเตอร์สนามแม่เหล็กสำหรับมอเตอร์ที่มีขั้วคู่หนึ่ง (a) และสอง (b)

รูปที่ 13 แสดงเวกเตอร์ที่สร้างขึ้นโดยขดลวดมอเตอร์แบบสวิตชิ่ง 6 ตัวที่มีขั้วหนึ่งคู่ โรเตอร์ประกอบด้วยแม่เหล็กถาวร ใน 6 ขั้นตอน โรเตอร์จะหมุน 360 องศาเชิงกล
รูปแสดงตำแหน่งสุดท้ายของโรเตอร์ ในช่วงเวลาระหว่างสองตำแหน่งที่อยู่ติดกัน โรเตอร์จะหมุนจากตำแหน่งก่อนหน้าไปยังสถานะสวิตช์ถัดไป เมื่อโรเตอร์มาถึงตำแหน่งสิ้นสุดนี้ การสลับตำแหน่งครั้งต่อไปจะต้องเกิดขึ้น และโรเตอร์จะมีแนวโน้มไปที่ค่าที่ตั้งไว้ใหม่ เพื่อให้เวกเตอร์สนามแม่เหล็กกลายเป็นทิศทางร่วมกับเวกเตอร์สนามแม่เหล็กไฟฟ้าของสเตเตอร์

รูปที่ 13 ตำแหน่งปลายโรเตอร์สำหรับมอเตอร์แบบไร้แปรงถ่านสลับหกระดับพร้อมขั้วหนึ่งคู่

ในมอเตอร์ที่มีขั้วคู่ N ต้องใช้วงจรไฟฟ้า N รอบเพื่อให้การปฏิวัติเชิงกลเสร็จสมบูรณ์
มอเตอร์ที่มีขั้วสองคู่จะมีแม่เหล็กสองตัวที่มีขั้ว S และ N และขดลวด 6 เส้น (รูปที่ 14) แต่ละกลุ่มของขดลวด 3 เส้นจะหักล้างกันโดย 120 องศาทางไฟฟ้า

รูปที่ 14 ตำแหน่งปลายโรเตอร์สำหรับมอเตอร์แบบไร้แปรงถ่านสลับหกระดับที่มีขั้วสองคู่

การกำหนดตำแหน่งโรเตอร์ของมอเตอร์แบบไร้แปรงถ่าน
ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้สำหรับการทำงานของเครื่องยนต์จำเป็นต้องเชื่อมต่อแรงดันไฟฟ้าเข้ากับขดลวดสเตเตอร์ที่จำเป็นในเวลาที่เหมาะสม จำเป็นต้องใช้แรงดันไฟฟ้ากับขดลวดมอเตอร์โดยขึ้นอยู่กับตำแหน่งของโรเตอร์ เพื่อให้สนามแม่เหล็กของสเตเตอร์อยู่ข้างหน้าสนามแม่เหล็กของโรเตอร์เสมอ ชุดควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ใช้เพื่อกำหนดตำแหน่งของโรเตอร์มอเตอร์และการสลับของขดลวด
การติดตามตำแหน่งของโรเตอร์ทำได้หลายวิธี:
1. เซ็นเซอร์ฮอลล์
2. โดย EMF กลับ
ตามกฎแล้ว ผู้ผลิตจะติดตั้งเซ็นเซอร์ Hall ให้กับเครื่องยนต์เมื่อวางจำหน่าย ดังนั้นนี่จึงเป็นวิธีการควบคุมที่ใช้บ่อยที่สุด
การสลับขดลวดตามสัญญาณ EMF ด้านหลังช่วยให้คุณละทิ้งเซ็นเซอร์ที่ติดตั้งในมอเตอร์และใช้เป็นเซ็นเซอร์ในการวิเคราะห์เฟสว่างของมอเตอร์ ซึ่งจะถูกเหนี่ยวนำโดยสนามแม่เหล็กของ EMF ด้านหลัง

การควบคุมมอเตอร์ไร้แปรงถ่านพร้อมเซนเซอร์ Hall
ในการสลับขดลวดในเวลาที่เหมาะสม จำเป็นต้องติดตามตำแหน่งของโรเตอร์ในองศาไฟฟ้า เซ็นเซอร์ฮอลล์ใช้สำหรับสิ่งนี้
เนื่องจากมีเวกเตอร์สนามแม่เหล็ก 6 สถานะ จึงจำเป็นต้องใช้เซ็นเซอร์ Hall 3 ตัว ซึ่งจะแทนตัวเข้ารหัสสัมบูรณ์หนึ่งตัวที่มีเอาต์พุตสามบิต เซ็นเซอร์ Hall ติดตั้งในลักษณะเดียวกับขดลวด ชดเชยด้วย 120 องศาทางไฟฟ้า สิ่งนี้ทำให้สามารถใช้แม่เหล็กของโรเตอร์เป็นองค์ประกอบการทำงานของเซ็นเซอร์

รูปที่ 15 สัญญาณจากเซ็นเซอร์ Hall สำหรับการหมุนรอบเครื่องยนต์ด้วยไฟฟ้าหนึ่งครั้ง

ในการหมุนมอเตอร์ จำเป็นต้องให้สนามแม่เหล็กสเตเตอร์อยู่ข้างหน้าสนามแม่เหล็กของโรเตอร์ ตำแหน่งเมื่อเวกเตอร์สนามแม่เหล็กของโรเตอร์กำกับร่วมกับเวกเตอร์สนามแม่เหล็กสเตเตอร์ถือเป็นที่สิ้นสุดสำหรับการสลับนี้ ในขณะนี้ ว่าการสลับไปยังชุดค่าผสมถัดไปควรเกิดขึ้นเพื่อป้องกันไม่ให้โรเตอร์ลอยอยู่ในตำแหน่งนิ่ง
ลองเปรียบเทียบสัญญาณจากเซ็นเซอร์ Hall กับการรวมกันของเฟสที่ต้องเปลี่ยน (ตารางที่ 2)

ตารางที่ 2 การเปรียบเทียบสัญญาณเซ็นเซอร์ฮอลล์กับการสลับเฟสของมอเตอร์

ตำแหน่งเครื่องยนต์	ฮู(1)	เอชวี(2)	เอชดับบลิว(3)	ยู	วี	ว
0	0	0	1	0	-	+
	1	0	1	+	-	0
	1	0	0	+	0	-
	1	1	0	0	+	-
	0	1	0	-	+	0
360/น	0	1	1	-	0	+

เมื่อเครื่องยนต์หมุนสม่ำเสมอ เซ็นเซอร์จะรับสัญญาณที่เลื่อนไป 1/6 ของช่วงเวลา 60 องศาทางไฟฟ้า (รูปที่ 16)

รูปที่ 16 มุมมองของสัญญาณจากเซ็นเซอร์ Hall

ย้อนกลับการควบคุม EMF
มีมอเตอร์ไร้แปรงถ่านที่ไม่มีเซ็นเซอร์ตำแหน่ง การกำหนดตำแหน่งของโรเตอร์นั้นดำเนินการโดยการวิเคราะห์สัญญาณ EMF บนเฟสว่างของมอเตอร์ ในแต่ละช่วงเวลา "+" จะเชื่อมต่อกับเฟสใดเฟสหนึ่งและไฟ "-" จะเชื่อมต่อกับอีกเฟสหนึ่ง โดยเฟสใดเฟสหนึ่งจะยังคงว่างอยู่ การหมุน สนามแม่เหล็กของโรเตอร์ทำให้เกิด EMF ในขดลวดอิสระ เมื่อการหมุนดำเนินไป แรงดันไฟฟ้าของเฟสอิสระจะเปลี่ยนไป (รูปที่ 17)

รูปที่ 17. การเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าในเฟสของมอเตอร์

สัญญาณจากขดลวดมอเตอร์แบ่งออกเป็น 4 จุด:
1. ไขลานเชื่อมต่อกับ 0
2. ขดลวดไม่ได้เชื่อมต่อ (เฟสฟรี)
3. ขดลวดเชื่อมต่อกับแรงดันไฟฟ้า
4. ขดลวดไม่ได้เชื่อมต่อ (เฟสฟรี)
เมื่อเปรียบเทียบสัญญาณจากเฟสกับสัญญาณควบคุม จะเห็นได้ว่าสามารถตรวจจับช่วงเวลาของการเปลี่ยนไปยังสถานะถัดไปได้โดยการข้ามจุดกึ่งกลาง (ครึ่งหนึ่งของแรงดันไฟฟ้า) กับเฟสที่ไม่ได้เชื่อมต่ออยู่ในปัจจุบัน (รูปที่ 18) .

รูปที่ 18 การเปรียบเทียบสัญญาณควบคุมกับสัญญาณบนเฟสของมอเตอร์

หลังจากตรวจพบทางแยกแล้วจำเป็นต้องหยุดชั่วคราวและเปิดสถานะถัดไป ตามรูปนี้มีการรวบรวมอัลกอริทึมสำหรับการสลับสถานะของขดลวด (ตารางที่ 3)

ตารางที่ 3 อัลกอริทึมสำหรับการสลับขดลวดมอเตอร์

สถานะปัจจุบัน	ยู	วี	ว	รัฐต่อไป
1	-		+	2
2		-	+	3
3	+	-	กำลังรอการข้ามจุดกึ่งกลางจาก + ถึง -	4
4	+	กำลังรอการข้ามจุดกึ่งกลางจาก - ไป +	-	5
5	กำลังรอการข้ามจุดกึ่งกลางจาก + ถึง -	+	-	6
6	-	+	กำลังรอการข้ามจุดกึ่งกลางจาก - ไป +	1

จุดตัดของจุดกึ่งกลางนั้นตรวจจับได้ง่ายที่สุดด้วยตัวเปรียบเทียบ แรงดันจุดกึ่งกลางจะถูกนำไปใช้กับหนึ่งอินพุตของตัวเปรียบเทียบ และแรงดันเฟสปัจจุบันจะถูกนำไปใช้กับตัวที่สอง

รูปที่ 19 การตรวจจับจุดกึ่งกลางโดยเครื่องเปรียบเทียบ

เครื่องเปรียบเทียบจะทำงานในขณะที่แรงดันไฟฟ้าผ่านจุดกึ่งกลางและสร้างสัญญาณสำหรับไมโครคอนโทรลเลอร์

การประมวลผลสัญญาณจากเฟสมอเตอร์
อย่างไรก็ตามสัญญาณจากเฟสระหว่างการควบคุมความเร็ว PWM มีลักษณะแตกต่างกันและมีอักขระพัลซิ่ง (รูปที่ 21) ในสัญญาณดังกล่าวเป็นไปไม่ได้ที่จะตรวจจับจุดตัดกับจุดกึ่งกลาง

รูปที่ 20 มุมมองของสัญญาณเฟสเมื่อปรับความเร็ว PWM

ดังนั้นควรกรองสัญญาณนี้ด้วยตัวกรอง RC เพื่อให้ได้ซองจดหมาย และแบ่งตามข้อกำหนดของตัวเปรียบเทียบด้วย เมื่อรอบการทำงานเพิ่มขึ้น สัญญาณ PWM จะเพิ่มความกว้าง (รูปที่ 22)

รูปที่ 21 แผนผังของตัวแบ่งและตัวกรองสัญญาณจากเฟสมอเตอร์

รูปที่ 22. ซองสัญญาณเมื่อเปลี่ยนรอบการทำงานของ PWM

แผนภาพที่มีจุดกึ่งกลาง

รูปที่ 23 มุมมองของจุดกึ่งกลางเสมือน ภาพจาก avislab.com/

สัญญาณถูกนำมาจากเฟสผ่านตัวต้านทานจำกัดกระแสและนำมารวมกัน จะได้ภาพต่อไปนี้:

รูปที่ 24 มุมมองของรูปคลื่นแรงดันของจุดกึ่งกลางเสมือน

เนื่องจาก PWM แรงดันไฟฟ้าจุดกึ่งกลางไม่คงที่ สัญญาณจึงต้องมีการกรองด้วย แรงดันไฟฟ้าจุดกึ่งกลางหลังจากการปรับให้เรียบจะมีขนาดใหญ่เพียงพอ (ในพื้นที่ของแรงดันไฟฟ้าของมอเตอร์) จะต้องหารด้วยตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าเป็นค่าครึ่งหนึ่งของแรงดันไฟฟ้า

หลังจากสัญญาณผ่านตัวกรอง การสั่นจะถูกปรับให้เรียบและได้แรงดันไฟฟ้าที่เท่ากันซึ่งสัมพันธ์กับที่สามารถตรวจจับครอสโอเวอร์ EMF ด้านหลังได้

รูปที่ 26. แรงดันไฟฟ้าหลังตัวแบ่งและตัวกรองความถี่ต่ำ

จุดกึ่งกลางจะเปลี่ยนค่าขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้า (รอบการทำงาน) เช่นเดียวกับซองสัญญาณ

สัญญาณที่ได้รับจากตัวเปรียบเทียบจะถูกส่งไปยังไมโครคอนโทรลเลอร์ซึ่งประมวลผลตามอัลกอริทึมด้านบน
สำหรับตอนนี้ นั่นคือทั้งหมด

มีมอเตอร์สองประเภทในอุปกรณ์หลายใบพัด: ตัวสะสมและแบบไม่มีแปรงถ่าน ข้อแตกต่างหลักคือสำหรับมอเตอร์คอลเลกเตอร์ ขดลวดจะอยู่ที่โรเตอร์ (ส่วนที่หมุน) และสำหรับมอเตอร์แบบไร้แปรงถ่านจะอยู่ที่สเตเตอร์ โดยไม่ต้องลงรายละเอียด เราจะบอกว่ามอเตอร์แบบไร้แปรงถ่านนั้นดีกว่ามอเตอร์แบบสะสมเนื่องจากเป็นไปตามข้อกำหนดที่กำหนดไว้ก่อนหน้านี้มากที่สุด ดังนั้นในบทความนี้เราจะมุ่งเน้นไปที่มอเตอร์ประเภทนี้ คุณสามารถอ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับความแตกต่างระหว่างมอเตอร์แบบไร้แปรงถ่านและมอเตอร์แบบมีแปรงถ่านได้ใน

แม้จะมีความจริงที่ว่าการใช้มอเตอร์ BC เริ่มขึ้นค่อนข้างเร็ว แต่แนวคิดเกี่ยวกับอุปกรณ์ของพวกเขาก็ปรากฏขึ้นเมื่อนานมาแล้ว อย่างไรก็ตาม การกำเนิดของสวิตช์ทรานซิสเตอร์และแม่เหล็กนีโอไดเมียมอันทรงพลังทำให้การใช้งานเชิงพาณิชย์เป็นไปได้

อุปกรณ์ BC - มอเตอร์

การออกแบบมอเตอร์แบบไร้แปรงถ่านประกอบด้วยโรเตอร์ที่ยึดแม่เหล็กและสเตเตอร์ที่ขดลวดอยู่ ตามตำแหน่งสัมพัทธ์ของส่วนประกอบเหล่านี้ เครื่องยนต์ BC จะแบ่งออกเป็นผู้วิ่งเข้าและออกวิ่ง

ในระบบหลายใบพัด รูปแบบ Outrunner มักใช้บ่อยกว่าเนื่องจากช่วยให้คุณได้รับแรงบิดสูงสุด

ข้อดีข้อเสียของเครื่องยนต์ BC

ข้อดี:

• การออกแบบมอเตอร์ให้ง่ายขึ้นเนื่องจากการแยกตัวสะสมออก
• ประสิทธิภาพสูงขึ้น
• ระบายความร้อนได้ดี
• เครื่องยนต์ BC สามารถทำงานในน้ำได้! อย่างไรก็ตาม อย่าลืมว่าเนื่องจากน้ำ สนิมสามารถก่อตัวขึ้นบนชิ้นส่วนเชิงกลของเครื่องยนต์และจะแตกหักหลังจากผ่านไประยะหนึ่ง เพื่อหลีกเลี่ยงสถานการณ์ดังกล่าว ขอแนะนำให้รักษาเครื่องยนต์ด้วยน้ำมันหล่อลื่นที่ไม่ซับน้ำ
• รบกวนวิทยุน้อยที่สุด

ข้อเสีย:

จากข้อเสียสามารถสังเกตได้เฉพาะความเป็นไปไม่ได้ที่จะใช้เครื่องยนต์เหล่านี้โดยไม่มี ESC (ตัวควบคุมความเร็วในการหมุน) สิ่งนี้ค่อนข้างซับซ้อนในการออกแบบและทำให้มอเตอร์ BK มีราคาแพงกว่ามอเตอร์สะสม อย่างไรก็ตาม หากความซับซ้อนของการออกแบบเป็นพารามิเตอร์ลำดับความสำคัญ แสดงว่ามีมอเตอร์ BC พร้อมตัวควบคุมความเร็วในตัว

วิธีการเลือกมอเตอร์สำหรับคอปเตอร์?

เมื่อเลือกมอเตอร์แบบไร้แปรงถ่าน ก่อนอื่นคุณควรคำนึงถึงลักษณะดังต่อไปนี้:

• กระแสไฟสูงสุด - คุณลักษณะนี้แสดงว่ากระแสไฟสูงสุดที่ขดลวดมอเตอร์สามารถทนได้ในช่วงเวลาสั้นๆ หากเกินเวลานี้ ความล้มเหลวของเครื่องยนต์เป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ พารามิเตอร์นี้ยังส่งผลต่อการเลือก ESC
• แรงดันไฟฟ้าสูงสุด - เช่นเดียวกับกระแสไฟฟ้าสูงสุด แสดงให้เห็นว่าสามารถใช้แรงดันไฟฟ้ากับขดลวดได้มากน้อยเพียงใดในช่วงเวลาสั้นๆ
• KV คือจำนวนรอบเครื่องยนต์ต่อโวลต์ เนื่องจากตัวบ่งชี้นี้ขึ้นอยู่กับโหลดบนเพลามอเตอร์โดยตรง จึงแสดงไว้ในกรณีที่ไม่มีโหลด
• ความต้านทาน - ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ขึ้นอยู่กับความต้านทาน ดังนั้นความต้านทานยิ่งต่ำยิ่งดี

มอเตอร์ไร้แปรงถ่าน

มอเตอร์ไฟฟ้าไร้แปรงถ่านเข้ามาสร้างแบบจำลองค่อนข้างเร็วในช่วง 5-7 ปีที่ผ่านมา ซึ่งแตกต่างจากมอเตอร์สะสมตรงที่ใช้พลังงานจากกระแสสลับสามเฟส มอเตอร์ไร้แปรงถ่านทำงานอย่างมีประสิทธิภาพในช่วง RPM ที่กว้างขึ้นและมีประสิทธิภาพมากขึ้น การออกแบบมอเตอร์นั้นเรียบง่ายกว่า ไม่มีชุดแปรงถ่าน และไม่จำเป็นต้องบำรุงรักษา เราสามารถพูดได้ว่ามอเตอร์แบบไร้แปรงไม่มีการสึกหรอ ราคาของมอเตอร์แบบไร้แปรงถ่านนั้นสูงกว่ามอเตอร์แบบไร้แปรงถ่านเล็กน้อย เนื่องจากมอเตอร์แบบไร้แปรงถ่านทั้งหมดมีตลับลูกปืนและโดยทั่วไปจะมีคุณภาพสูงกว่า แม้ว่าช่องว่างของราคาระหว่างมอเตอร์แบบไร้แปรงถ่านที่ดีและมอเตอร์แบบไร้แปรงถ่านในระดับเดียวกันนั้นไม่มากนัก

โดยการออกแบบ มอเตอร์แบบไร้แปรงแบ่งออกเป็นสองกลุ่ม: อินรันเนอร์ (อ่านว่า "อินรันเนอร์") และเอาท์รันเนอร์ (อ่านว่า "เอาท์รันเนอร์") มอเตอร์ของกลุ่มแรกมีขดลวดอยู่บนพื้นผิวด้านในของตัวเรือนและโรเตอร์แม่เหล็กจะหมุนอยู่ภายใน มอเตอร์ของกลุ่มที่สอง - "วิ่งเร็วกว่า" มีขดลวดคงที่ภายในมอเตอร์ซึ่งตัวเรือนจะหมุนด้วยแม่เหล็กถาวรที่วางอยู่บนผนังด้านใน จำนวนขั้วแม่เหล็กที่ใช้ในมอเตอร์แบบไร้แปรงถ่านอาจแตกต่างกันไป คุณสามารถตัดสินแรงบิดและความเร็วของเครื่องยนต์ได้จากจำนวนเสา มอเตอร์ที่มีโรเตอร์สองขั้วมีความเร็วรอบสูงสุดที่แรงบิดต่ำสุด มอเตอร์เหล่านี้สามารถเป็น "ผู้บุกรุก" ได้ด้วยการออกแบบเท่านั้น มอเตอร์ดังกล่าวมักจะขายพร้อมกับเฟืองของดาวเคราะห์ที่ติดตั้งไว้แล้ว เนื่องจากการหมุนของมอเตอร์นั้นสูงเกินไปสำหรับการหมุนของใบพัดโดยตรง บางครั้งใช้มอเตอร์ดังกล่าวโดยไม่มีกระปุกเกียร์ - ตัวอย่างเช่นใช้กับเครื่องบินจำลองการแข่งรถ มอเตอร์ที่มีขั้วจำนวนมากจะมีความเร็วในการหมุนต่ำกว่า แต่มีแรงบิดมากกว่า มอเตอร์ดังกล่าวอนุญาตให้ใช้ใบพัดขนาดใหญ่โดยไม่ต้องใช้กระปุกเกียร์ โดยทั่วไป ใบพัดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ที่มีระยะพิทช์เล็กที่ RPM ค่อนข้างต่ำจะให้แรงขับมากกว่าแต่ให้ความเร็วของโมเดลต่ำ ในขณะที่ใบพัดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กที่มีพิทช์ใหญ่ที่ RPM สูงจะให้ความเร็วสูงที่แรงขับค่อนข้างต่ำ ดังนั้น มอเตอร์แบบหลายขั้วจึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับรุ่นที่ต้องการอัตราส่วนแรงขับต่อน้ำหนักสูง และมอเตอร์แบบสองขั้วที่ไม่มีชุดเกียร์จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับรุ่นความเร็วสูง สำหรับการเลือกเครื่องยนต์และใบพัดที่แม่นยำยิ่งขึ้นสำหรับรุ่นใดรุ่นหนึ่ง คุณสามารถใช้โปรแกรม MotoCalc พิเศษได้

เนื่องจากมอเตอร์แบบไร้แปรงถ่านใช้พลังงานจากกระแสสลับ จึงจำเป็นต้องมีตัวควบคุมพิเศษ (เรกูเลเตอร์) ในการทำงาน ซึ่งจะแปลงกระแสตรงจากแบตเตอรี่เป็นกระแสสลับ ESC สำหรับมอเตอร์แบบไร้แปรงเป็นอุปกรณ์ที่ตั้งโปรแกรมได้ซึ่งช่วยให้คุณควบคุมพารามิเตอร์ที่สำคัญทั้งหมดของมอเตอร์ได้ พวกเขาไม่เพียง แต่เปลี่ยนความเร็วและทิศทางของมอเตอร์ แต่ยังให้การเริ่มต้นที่ราบรื่นหรือคมชัดขึ้นอยู่กับความต้องการ ขีด จำกัด กระแสสูงสุด ฟังก์ชั่น "เบรก" และการตั้งค่าเครื่องยนต์อื่น ๆ อีกมากมายสำหรับมอเตอร์ ความต้องการของนายแบบ ในการตั้งโปรแกรมตัวควบคุม อุปกรณ์ต่างๆ ใช้เพื่อเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์ หรือในสนามสามารถทำได้โดยใช้เครื่องส่งสัญญาณและจัมเปอร์พิเศษ

มีผู้ผลิตมอเตอร์ไร้แปรงถ่านและตัวควบคุมจำนวนมากสำหรับพวกเขา โครงสร้างและขนาดของมอเตอร์แบบไร้แปรงก็แตกต่างกันอย่างมากเช่นกัน ยิ่งไปกว่านั้น การผลิตมอเตอร์ไร้แปรงถ่านด้วยตนเองโดยใช้ชิ้นส่วนจากไดรฟ์ซีดีและมอเตอร์ไร้แปรงถ่านในอุตสาหกรรมอื่นๆ กลายเป็นเรื่องธรรมดาในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา บางทีอาจเป็นเพราะเหตุนี้มอเตอร์ไร้แปรงในปัจจุบันจึงไม่มีการจำแนกทั่วไปโดยประมาณเช่นเดียวกับตัวสะสม ขอสรุปสั้นๆ. ทุกวันนี้ มอเตอร์แบบแปรงถ่านส่วนใหญ่จะใช้กับโมเดลงานอดิเรกราคาประหยัด หรือโมเดลกีฬาระดับเริ่มต้น มอเตอร์เหล่านี้มีราคาไม่แพง ใช้งานง่าย และยังคงเป็นมอเตอร์ไฟฟ้ารุ่นที่ได้รับความนิยมสูงสุด กำลังถูกแทนที่ด้วยมอเตอร์ไร้แปรงถ่าน ปัจจัยจำกัดเพียงอย่างเดียวคือราคาของพวกเขา เมื่อรวมกับตัวควบคุมแล้วมอเตอร์แบบไม่มีแปรงจะมีราคาเพิ่มขึ้น 30-70% อย่างไรก็ตาม ราคาสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และมอเตอร์กำลังลดลง และการค่อยๆ แทนที่ของมอเตอร์ไฟฟ้าแบบสะสมจากการสร้างแบบจำลองเป็นเพียงเรื่องของเวลาเท่านั้น

AVR492: AT90PWM3 การควบคุมมอเตอร์กระแสตรงไร้แปรงถ่าน

คุณสมบัติที่โดดเด่น:

• ข้อมูลทั่วไปเกี่ยวกับ BKEPT
• ใช้ตัวควบคุมสเตจพลังงาน
• การใช้งานฮาร์ดแวร์
• ตัวอย่างโค้ดโปรแกรม

บทนำ

บันทึกการใช้งานนี้อธิบายวิธีการใช้การควบคุมมอเตอร์ DC แบบไร้แปรงถ่าน (BCEM) โดยใช้ตัวเข้ารหัสที่ใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ AVR AT90PWM3

แกน AVR ประสิทธิภาพสูงของไมโครคอนโทรลเลอร์ซึ่งมีตัวควบคุมสเตจพลังงาน ช่วยให้คุณสามารถติดตั้งอุปกรณ์ควบคุมมอเตอร์ DC แบบไร้แปรงถ่านความเร็วสูงได้

เอกสารนี้อธิบายโดยสังเขปหลักการทำงานของมอเตอร์ DC แบบไร้แปรงถ่าน กล่าวถึงรายละเอียดเกี่ยวกับการควบคุม UCSF ในโหมดสัมผัส และอธิบายแผนภาพวงจรของการออกแบบอ้างอิง ATAVRMC100 ซึ่งอ้างอิงตามคำแนะนำการใช้งานนี้

นอกจากนี้ยังกล่าวถึงการใช้งานซอฟต์แวร์กับลูปควบคุมที่ดำเนินการโดยซอฟต์แวร์ตามตัวควบคุม PID ในการควบคุมกระบวนการเปลี่ยน จะใช้เฉพาะเซ็นเซอร์ตำแหน่งตามเอฟเฟกต์ Hall เท่านั้น

หลักการทำงาน

ขอบเขตการใช้งานของ BKEPT เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ซึ่งเป็นผลมาจากข้อดีหลายประการ:

1. การไม่มีชุดประกอบท่อร่วมซึ่งช่วยลดความยุ่งยากหรือแม้แต่ลดการบำรุงรักษา
2. การสร้างระดับเสียงและเสียงรบกวนทางไฟฟ้าที่ต่ำกว่าเมื่อเทียบกับมอเตอร์ DC คอมมิวเตเตอร์ทั่วไป
3. ความสามารถในการทำงานในสภาพแวดล้อมที่เป็นอันตราย (กับผลิตภัณฑ์ไวไฟ)
4. สมดุลที่ดีระหว่างน้ำหนักและกำลัง...

มอเตอร์ประเภทนี้มีลักษณะเฉื่อยเล็กน้อยของโรเตอร์ tk ขดลวดตั้งอยู่บนสเตเตอร์ สวิตช์ถูกควบคุมด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์ ช่วงเวลาการเปลี่ยนจะถูกกำหนดโดยข้อมูลจากเซ็นเซอร์ตำแหน่ง หรือโดยการวัดแรงเคลื่อนไฟฟ้าย้อนกลับที่เกิดจากขดลวด

เมื่อควบคุมโดยใช้เซ็นเซอร์ BKEPT ประกอบด้วยสามส่วนหลัก: สเตเตอร์ โรเตอร์ และเซ็นเซอร์ฮอลล์

สเตเตอร์ของ BKEPT สามเฟสแบบคลาสสิกประกอบด้วยขดลวดสามเส้น ในมอเตอร์หลายรุ่น ขดลวดจะถูกแบ่งออกเป็นหลายส่วนเพื่อลดการกระเพื่อมของแรงบิด

รูปที่ 1 แสดงวงจรไฟฟ้าเทียบเท่าสเตเตอร์ ประกอบด้วยขดลวดสามเส้น แต่ละเส้นมีสามองค์ประกอบที่ต่ออนุกรมกัน: ความเหนี่ยวนำ ความต้านทาน และแรงเคลื่อนไฟฟ้ากลับ

รูปที่ 1 วงจรสมมูลของสเตเตอร์ไฟฟ้า (สามเฟส สามขดลวด)

โรเตอร์ BKEPT ประกอบด้วยแม่เหล็กถาวรจำนวนคู่ จำนวนขั้วแม่เหล็กในโรเตอร์ยังส่งผลต่อขนาดพิทช์และระลอกของแรงบิดอีกด้วย ยิ่งจำนวนขั้วมากเท่าใด ขนาดขั้นตอนการหมุนก็จะยิ่งเล็กลงและแรงกระเพื่อมของแรงบิดก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น สามารถใช้แม่เหล็กถาวรที่มีขั้วคู่ 1..5 ได้ ในบางกรณี จำนวนคู่ขั้วจะเพิ่มขึ้นเป็น 8 (รูปที่ 2)

รูปที่ 2 สเตเตอร์และโรเตอร์ของ BKEPT แบบสามเฟส สามขดลวด

ขดลวดถูกติดตั้งอย่างถาวร และแม่เหล็กจะหมุน โรเตอร์ BKEPT มีลักษณะเด่นคือน้ำหนักที่เบากว่าเมื่อเทียบกับโรเตอร์ของมอเตอร์กระแสตรงสากลทั่วไป ซึ่งขดลวดจะอยู่บนโรเตอร์

เซ็นเซอร์ฮอลล์

ในการประเมินตำแหน่งของโรเตอร์ เซ็นเซอร์ Hall สามตัวถูกสร้างขึ้นในตัวเรือนมอเตอร์ เซ็นเซอร์ถูกติดตั้งที่มุม 120° ซึ่งกันและกัน ด้วยความช่วยเหลือของเซ็นเซอร์เหล่านี้ ทำให้สามารถสลับสวิตช์ต่างๆ ได้ 6 แบบ

การสลับเฟสขึ้นอยู่กับสถานะของเซ็นเซอร์ Hall

แรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้กับขดลวดเปลี่ยนไปหลังจากเปลี่ยนสถานะเอาต์พุตของเซ็นเซอร์ Hall เมื่อการซิงโครไนซ์สวิตช์ทำอย่างถูกต้อง แรงบิดจะคงที่โดยประมาณและสูง

รูปที่ 3 สัญญาณเซ็นเซอร์ Hall ระหว่างการหมุน

การสลับเฟส

เพื่อจุดประสงค์ในการอธิบายการทำงานของ BKEPT แบบสามเฟสแบบง่ายเราจะพิจารณาเฉพาะรุ่นที่มีสามขดลวด ดังที่แสดงไว้ก่อนหน้านี้ การสลับเฟสขึ้นอยู่กับค่าเอาต์พุตของเซ็นเซอร์ Hall เมื่อใช้แรงดันไฟฟ้าที่ถูกต้องกับขดลวดมอเตอร์ สนามแม่เหล็กจะถูกสร้างขึ้นและเริ่มการหมุน วิธีการควบคุมสวิตชิ่งทั่วไปและง่ายที่สุดที่ใช้ในการควบคุม BKEPT คือวงจรเปิด-ปิด เมื่อขดลวดนำกระแสหรือไม่นำไฟฟ้า ในครั้งเดียวสามารถจ่ายไฟได้เพียงสองขดลวดเท่านั้นและขดลวดที่สามยังคงปิดอยู่ การต่อขดลวดเข้ากับรางไฟฟ้าทำให้เกิดการไหลของกระแสไฟฟ้า วิธีนี้เรียกว่าการสลับคีย์สโตนหรือการสลับบล็อก

ในการควบคุม BKEPT จะใช้สเตจพลังงานซึ่งประกอบด้วยฮาล์ฟบริดจ์ 3 ตัว แผนภาพสเตจกำลังแสดงในรูปที่ 4

รูปที่ 4. สเตจกำลัง

ตามค่าที่อ่านได้ของเซ็นเซอร์ Hall จะพิจารณาว่าควรปิดปุ่มใด

ในบทความนี้ เราอยากพูดถึงวิธีที่เราสร้างมอเตอร์ไฟฟ้าตั้งแต่เริ่มต้น ตั้งแต่แนวคิดและต้นแบบแรกไปจนถึงมอเตอร์ที่มีคุณสมบัติครบถ้วนที่ผ่านการทดสอบทั้งหมด หากบทความนี้น่าสนใจสำหรับคุณ เราจะแยกรายละเอียดเพิ่มเติมเพื่อบอกคุณเกี่ยวกับขั้นตอนของงานของเราที่น่าสนใจที่สุดสำหรับคุณ

ในภาพจากซ้ายไปขวา: โรเตอร์, สเตเตอร์, การประกอบมอเตอร์บางส่วน, การประกอบมอเตอร์

บทนำ

มอเตอร์ไฟฟ้าปรากฏขึ้นเมื่อกว่า 150 ปีที่แล้ว แต่ในช่วงเวลานี้การออกแบบของพวกเขาไม่ได้เปลี่ยนไปมากนัก: โรเตอร์หมุน, ขดลวดสเตเตอร์ทองแดง, ตลับลูกปืน ในช่วงหลายปีที่ผ่านมามีเพียงน้ำหนักของมอเตอร์ไฟฟ้าที่ลดลง ประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้น รวมถึงความแม่นยำในการควบคุมความเร็วเท่านั้น

ทุกวันนี้ ต้องขอบคุณการพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่และการกำเนิดขึ้นของแม่เหล็กอันทรงพลังที่อิงจากโลหะหายาก จึงเป็นไปได้ที่จะสร้างมอเตอร์ไฟฟ้า "ไร้แปรงถ่าน" ที่ทรงพลังยิ่งขึ้นและในขณะเดียวกันก็มีขนาดกะทัดรัดและน้ำหนักเบา ในขณะเดียวกัน ด้วยความเรียบง่ายของการออกแบบ มอเตอร์เหล่านี้จึงเป็นมอเตอร์ไฟฟ้าที่เชื่อถือได้มากที่สุดเท่าที่เคยสร้างมา เกี่ยวกับการสร้างมอเตอร์ดังกล่าวและจะกล่าวถึงในบทความนี้

คำอธิบายมอเตอร์

ใน "มอเตอร์ไร้แปรงถ่าน" ไม่มีองค์ประกอบ "แปรง" ที่ทุกคนคุ้นเคยจากการถอดประกอบเครื่องมือไฟฟ้า ซึ่งมีหน้าที่ถ่ายโอนกระแสไปยังขดลวดของโรเตอร์ที่กำลังหมุน ในมอเตอร์แบบไร้แปรงถ่าน กระแสจะถูกส่งไปยังขดลวดของสเตเตอร์ที่ไม่เคลื่อนที่ ซึ่งสร้างสนามแม่เหล็กสลับกันในแต่ละขั้ว หมุนโรเตอร์ที่ยึดแม่เหล็กไว้

มอเตอร์ตัวแรกนั้นถูกพิมพ์โดยเราบนเครื่องพิมพ์ 3 มิติเพื่อเป็นการทดลอง แทนที่จะใช้แผ่นพิเศษที่ทำจากเหล็กไฟฟ้าสำหรับตัวเรือนโรเตอร์และแกนสเตเตอร์ซึ่งขดลวดทองแดงเป็นแผล เราใช้พลาสติกธรรมดา แม่เหล็กนีโอไดเมียมของส่วนสี่เหลี่ยมติดอยู่กับโรเตอร์ โดยธรรมชาติแล้ว มอเตอร์ดังกล่าวไม่สามารถส่งกำลังสูงสุดได้ อย่างไรก็ตาม นี่ก็เพียงพอแล้วสำหรับมอเตอร์ที่จะหมุนได้ถึง 20,000 รอบต่อนาที หลังจากนั้นพลาสติกก็ทนไม่ได้ และโรเตอร์ของมอเตอร์ก็ขาดออกจากกัน และแม่เหล็กก็กระจัดกระจายไปทั่ว การทดลองนี้เป็นแรงบันดาลใจให้เราสร้างมอเตอร์ที่เต็มเปี่ยม

ต้นแบบหลายต้น

เมื่อได้เรียนรู้ความคิดเห็นของแฟน ๆ ของโมเดลที่ควบคุมด้วยวิทยุแล้ว เราเลือกมอเตอร์สำหรับรถแข่งขนาด "540" ซึ่งเป็นที่ต้องการมากที่สุด มอเตอร์นี้มีขนาดความยาว 54 มม. และเส้นผ่านศูนย์กลาง 36 มม.

เราสร้างโรเตอร์ของมอเตอร์ใหม่จากแม่เหล็กนีโอไดเมียมทรงกระบอกเดียว แม่เหล็กถูกติดกาวด้วยอีพ็อกซี่เข้ากับเพลาที่กลึงจากเหล็กกล้าเครื่องมือในโรงงานต้นแบบ

เราตัดสเตเตอร์ด้วยเลเซอร์จากชุดแผ่นเหล็กหม้อแปลงหนา 0.5 มม. จากนั้นแผ่นแต่ละแผ่นจะถูกเคลือบเงาอย่างระมัดระวัง จากนั้นสเตเตอร์ที่ทำเสร็จแล้วก็ติดกาวเข้าด้วยกันจากแผ่นประมาณ 50 แผ่น แผ่นเพลทได้รับการเคลือบเงาเพื่อหลีกเลี่ยงการลัดวงจรระหว่างแผ่นทั้งสอง และเพื่อไม่ให้สูญเสียพลังงานเนื่องจากกระแส Foucault ที่อาจเกิดขึ้นในสเตเตอร์

ตัวเรือนมอเตอร์ทำจากอลูมิเนียมสองชิ้นในรูปแบบของภาชนะ สเตเตอร์แนบสนิทกับตัวเรือนอลูมิเนียมและยึดติดกับผนังได้ดี การออกแบบนี้ช่วยระบายความร้อนของมอเตอร์ได้ดี

การวัดประสิทธิภาพ

เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพสูงสุดของการออกแบบของคุณ จำเป็นต้องทำการประเมินที่เพียงพอและการวัดประสิทธิภาพที่แม่นยำ ในการทำเช่นนี้ เราได้ออกแบบและประกอบไดโนแบบพิเศษ

องค์ประกอบหลักของขาตั้งคือภาระหนักในรูปของแหวนรอง ระหว่างการวัด มอเตอร์จะหมุนโหลดที่กำหนด และกำลังเอาต์พุตและแรงบิดของมอเตอร์จะคำนวณจากความเร็วเชิงมุมและความเร่ง

ในการวัดความเร็วในการหมุนของโหลด จะใช้แม่เหล็กคู่หนึ่งบนเพลาและเซ็นเซอร์ดิจิตอลแม่เหล็ก A3144 ที่อิงตามเอฟเฟกต์ Hall แน่นอน มันเป็นไปได้ที่จะวัดรอบด้วยพัลส์โดยตรงจากขดลวดมอเตอร์ เนื่องจากมอเตอร์นี้เป็นแบบซิงโครนัส อย่างไรก็ตามตัวเลือกที่มีเซ็นเซอร์มีความน่าเชื่อถือมากกว่าและจะทำงานแม้ในความเร็วต่ำมากซึ่งไม่สามารถอ่านพัลส์ได้

นอกจากการหมุนแล้ว ขาตั้งของเรายังสามารถวัดค่าพารามิเตอร์ที่สำคัญอื่นๆ ได้อีกหลายอย่าง:

• จ่ายกระแสไฟ (สูงสุด 30A) โดยใช้เซ็นเซอร์กระแสตามเอฟเฟกต์ Hall ACS712
• แรงดันไฟฟ้า วัดโดยตรงผ่าน ADC ของไมโครคอนโทรลเลอร์ ผ่านตัวแบ่งแรงดัน
• อุณหภูมิภายใน/ภายนอกมอเตอร์ อุณหภูมิวัดโดยใช้ความต้านทานความร้อนของสารกึ่งตัวนำ

ในการรวบรวมพารามิเตอร์ทั้งหมดจากเซ็นเซอร์และถ่ายโอนไปยังคอมพิวเตอร์ จะใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ AVR mega series บนบอร์ด Arduino nano การสื่อสารระหว่างไมโครคอนโทรลเลอร์และคอมพิวเตอร์นั้นดำเนินการผ่านพอร์ต COM ในการประมวลผลการอ่าน โปรแกรมพิเศษได้เขียนขึ้นเพื่อบันทึก เฉลี่ย และแสดงผลการวัด

ด้วยเหตุนี้ ขาตั้งของเราจึงสามารถวัดคุณลักษณะของมอเตอร์ต่อไปนี้ได้ตลอดเวลา:

• กระแสไฟที่ใช้;
• แรงดันไฟฟ้าที่ใช้ไป;
• การใช้พลังงาน;
• กำลังขับ;
• การหมุนของเพลา
• ช่วงเวลาบนเพลา
• พลังงานที่ทิ้งไว้ในความร้อน
• อุณหภูมิภายในมอเตอร์

วิดีโอแสดงการทำงานของขาตั้ง:

ผลการทดสอบ

ในการตรวจสอบประสิทธิภาพของขาตั้ง ขั้นแรกเราได้ทดสอบกับมอเตอร์สับเปลี่ยนทั่วไป R540-6022 ไม่ค่อยมีใครรู้เกี่ยวกับพารามิเตอร์ของมอเตอร์นี้ แต่ก็เพียงพอที่จะประเมินผลการวัดซึ่งค่อนข้างใกล้เคียงกับโรงงาน

จากนั้นมอเตอร์ของเราก็ได้รับการทดสอบแล้ว โดยธรรมชาติแล้ว เขาสามารถแสดงประสิทธิภาพได้ดีกว่า (65% เทียบกับ 45%) และในขณะเดียวกันก็มีแรงบิดมากกว่า (1200 เทียบกับ 250 กรัมต่อซม.) มากกว่ามอเตอร์ทั่วไป การวัดอุณหภูมิยังให้ผลลัพธ์ที่ค่อนข้างดี ในระหว่างการทดสอบมอเตอร์ไม่ร้อนเกิน 80 องศา

แต่ในขณะนี้การวัดยังไม่เป็นที่สิ้นสุด เราไม่สามารถวัดมอเตอร์ได้เต็มช่วง RPM เนื่องจากข้อจำกัดของแหล่งจ่ายไฟ เรายังต้องเปรียบเทียบเครื่องยนต์ของเรากับเครื่องยนต์ของคู่แข่งที่คล้ายกันและทดสอบ "ในสนามรบ" นำไปใส่ในรถแข่งที่ควบคุมด้วยวิทยุและแข่งขันในการแข่งขัน

เผยแพร่เมื่อ 19.03.2013

ในบทความนี้ ฉันเริ่มต้นชุดสิ่งพิมพ์เกี่ยวกับมอเตอร์ DC แบบไร้แปรงถ่าน ฉันจะอธิบายข้อมูลทั่วไป อุปกรณ์ อัลกอริทึมการควบคุมสำหรับมอเตอร์ไร้แปรงถ่านในภาษาที่เข้าถึงได้ จะมีการพิจารณาเครื่องยนต์ประเภทต่าง ๆ ตัวอย่างการเลือกพารามิเตอร์ตัวควบคุมจะได้รับ ฉันจะอธิบายอุปกรณ์และอัลกอริทึมของตัวควบคุมวิธีการเลือกสวิตช์ไฟและพารามิเตอร์หลักของตัวควบคุม ข้อสรุปเชิงตรรกะของสิ่งพิมพ์จะเป็นรูปแบบการควบคุม

มอเตอร์ไร้แปรงถ่านได้แพร่หลายเนื่องจากการพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และโดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากมีสวิตช์ทรานซิสเตอร์พลังงานราคาไม่แพง การปรากฏตัวของแม่เหล็กนีโอดิเมียมอันทรงพลังก็มีบทบาทสำคัญเช่นกัน

อย่างไรก็ตาม มอเตอร์แบบไร้แปรงถ่านไม่ควรถือเป็นสิ่งแปลกใหม่ แนวคิดของมอเตอร์ไร้แปรงปรากฏขึ้นเมื่อรุ่งอรุณของไฟฟ้า แต่เนื่องจากความไม่พร้อมของเทคโนโลยี จึงรอเวลาจนถึงปี 1962 เมื่อมอเตอร์ DC แบบไร้แปรงถ่านเชิงพาณิชย์ตัวแรกปรากฏขึ้น เหล่านั้น. เป็นเวลากว่าครึ่งศตวรรษที่มีการใช้งานไดรฟ์ไฟฟ้าประเภทนี้อย่างต่อเนื่อง!

ศัพท์บางคำ

มอเตอร์กระแสตรงไร้แปรงถ่านเรียกอีกอย่างว่ามอเตอร์วาล์วในวรรณกรรมต่างประเทศ BLDCM (มอเตอร์กระแสตรงของแปรงเลส) หรือ PMSM (มอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวร)

โครงสร้างมอเตอร์แบบไร้แปรงประกอบด้วยโรเตอร์ที่มีแม่เหล็กถาวรและสเตเตอร์ที่มีขดลวด ฉันดึงความสนใจของคุณไปที่ความจริงที่ว่าในมอเตอร์ตัวสะสมตรงกันข้ามขดลวดอยู่บนโรเตอร์ ดังนั้น ในข้อความเพิ่มเติม โรเตอร์คือแม่เหล็ก สเตเตอร์คือขดลวด

ตัวควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ใช้เพื่อควบคุมเครื่องยนต์ ในวรรณคดีต่างประเทศ Speed ​​​​Controller หรือ ESC (การควบคุมความเร็วแบบอิเล็กทรอนิกส์)

มอเตอร์ไร้แปรงถ่านคืออะไร?

โดยปกติผู้คนที่ต้องเผชิญกับสิ่งใหม่ ๆ จะมองหาการเปรียบเทียบ บางครั้งคุณต้องได้ยินวลีที่ว่า "อืม มันเหมือนกับซิงโครไนเซอร์" หรือแย่กว่านั้นก็คือ "ดูเหมือนสเต็ปเปอร์" เนื่องจากมอเตอร์แบบไร้แปรงถ่านส่วนใหญ่เป็นแบบ 3 เฟส ทำให้เกิดความสับสนมากยิ่งขึ้น ซึ่งนำไปสู่ความเข้าใจผิดว่าเรกูเลเตอร์กำลัง "ป้อน" มอเตอร์ด้วยกระแสไฟ AC แบบ 3 เฟส ทั้งหมดข้างต้นเป็นจริงเพียงบางส่วนเท่านั้น ความจริงก็คือมอเตอร์ทั้งหมดยกเว้นอะซิงโครนัสสามารถเรียกว่าซิงโครนัสได้ มอเตอร์กระแสตรงทั้งหมดซิงโครไนซ์กับซิงโครไนซ์ตัวเอง แต่หลักการทำงานแตกต่างจากมอเตอร์กระแสสลับซิงโครนัสซึ่งไม่มีการซิงโครไนซ์ตัวเอง ในฐานะที่เป็นสเต็ปเปอร์มอเตอร์ไร้แปรงถ่าน ก็อาจใช้งานได้เช่นกัน แต่นี่คือสิ่งที่อิฐสามารถบินได้ ... อย่างไรก็ตามไม่ไกลเพราะมันไม่ได้มีไว้สำหรับสิ่งนี้ ในฐานะที่เป็นสเต็ปเปอร์มอเตอร์ มอเตอร์ฝืนแบบสวิตช์จะเหมาะสมกว่า

ลองคิดดูว่ามอเตอร์ DC แบบไร้แปรงถ่าน (Brushles Direct Current Motor) คืออะไร ในวลีนี้คำตอบนั้นซ่อนอยู่แล้ว - นี่คือมอเตอร์กระแสตรงที่ไม่มีตัวสะสม ฟังก์ชั่นของตัวสะสมนั้นดำเนินการโดยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

ข้อดีและข้อเสีย

ชุดประกอบที่ค่อนข้างซับซ้อน หนัก และเกิดประกายไฟ ตัวสะสม จะถูกลบออกจากการออกแบบเครื่องยนต์ การออกแบบเครื่องยนต์นั้นง่ายมาก เครื่องยนต์เบาและกระชับขึ้น การสูญเสียการสลับจะลดลงอย่างมาก เนื่องจากหน้าสัมผัสของคอมมิวเตเตอร์และแปรงถูกแทนที่ด้วยสวิตช์อิเล็กทรอนิกส์ ด้วยเหตุนี้ เราจึงได้มอเตอร์ไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพและกำลังสูงสุดต่อกิโลกรัมของน้ำหนักของมันเอง พร้อมช่วงความเร็วการหมุนที่หลากหลายที่สุด ในทางปฏิบัติ มอเตอร์แบบไร้แปรงถ่านจะร้อนน้อยกว่าพี่น้องนักสะสม พวกมันบรรทุกแรงบิดขนาดใหญ่ การใช้แม่เหล็กนีโอไดเมียมอันทรงพลังทำให้มอเตอร์ไร้แปรงถ่านมีขนาดกะทัดรัดยิ่งขึ้น การออกแบบมอเตอร์ไร้แปรงถ่านช่วยให้สามารถทำงานในน้ำและสภาพแวดล้อมที่รุนแรงได้ (แน่นอนว่า เฉพาะมอเตอร์เท่านั้น ตัวควบคุมจะมีราคาแพงมากหากเปียกน้ำ) มอเตอร์แบบไร้แปรงไม่มีสัญญาณรบกวนทางวิทยุ

ข้อเสียเปรียบเพียงอย่างเดียวคือชุดควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ราคาแพงที่ซับซ้อน (ตัวควบคุมหรือ ESC) อย่างไรก็ตาม หากคุณต้องการควบคุมความเร็วของเครื่องยนต์ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ก็เป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ หากคุณไม่ต้องการควบคุมความเร็วของมอเตอร์แบบไร้แปรงถ่าน คุณก็ยังไม่สามารถทำได้หากไม่มีชุดควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ มอเตอร์ไร้แปรงถ่านที่ไม่มีอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เป็นเพียงชิ้นส่วนเหล็ก ไม่มีทางที่จะจ่ายไฟให้กับมันและหมุนได้ตามปกติเหมือนกับเครื่องยนต์อื่นๆ

เกิดอะไรขึ้นกับตัวควบคุมมอเตอร์แบบไร้แปรงถ่าน?

เพื่อให้เข้าใจถึงสิ่งที่เกิดขึ้นในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของเรกูเลเตอร์ที่ควบคุมมอเตอร์ไร้แปรงถ่าน เรามาย้อนกลับไปเล็กน้อยและทำความเข้าใจก่อนว่ามอเตอร์ไร้แปรงถ่านทำงานอย่างไร จากหลักสูตรฟิสิกส์ของโรงเรียน เราจำได้ว่าสนามแม่เหล็กทำหน้าที่อย่างไรกับกรอบที่มีกระแสไฟฟ้า กรอบที่มีกระแสหมุนในสนามแม่เหล็ก อย่างไรก็ตามมันไม่ได้หมุนตลอดเวลา แต่หมุนไปยังตำแหน่งที่แน่นอน เพื่อให้เกิดการหมุนอย่างต่อเนื่องจำเป็นต้องเปลี่ยนทิศทางของกระแสในลูปขึ้นอยู่กับตำแหน่งของลูป ในกรณีของเรา เฟรมที่มีกระแสไฟฟ้าคือมอเตอร์ที่คดเคี้ยว และตัวสับเปลี่ยนกำลังทำงานอยู่ในสวิตช์ - อุปกรณ์ที่มีแปรงและหน้าสัมผัส อุปกรณ์ของเครื่องยนต์ที่ง่ายที่สุดดูรูป

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ควบคุมมอเตอร์ไร้แปรงถ่านทำเช่นเดียวกัน - ในช่วงเวลาที่เหมาะสมจะเชื่อมต่อแรงดันไฟฟ้าโดยตรงกับขดลวดสเตเตอร์ที่จำเป็น

เอ็นโค้ดเดอร์ มอเตอร์ที่ไม่มีเอ็นโค้ดเดอร์

จากที่กล่าวมาสิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจว่าจำเป็นต้องใช้แรงดันไฟฟ้ากับขดลวดมอเตอร์โดยขึ้นอยู่กับตำแหน่งของโรเตอร์ ดังนั้นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จะต้องสามารถกำหนดตำแหน่งของโรเตอร์ของมอเตอร์ได้ . สำหรับสิ่งนี้จะใช้เซ็นเซอร์ตำแหน่ง พวกเขาสามารถเป็นประเภทต่าง ๆ ออปติคัล แม่เหล็ก ฯลฯ ปัจจุบัน เซ็นเซอร์แบบแยกตามเอฟเฟกต์ Hall (เช่น SS41) เป็นเรื่องปกติมาก มอเตอร์ไร้แปรงถ่าน 3 เฟสใช้เซ็นเซอร์ 3 ตัว ด้วยเซ็นเซอร์ดังกล่าว ชุดควบคุมอิเล็กทรอนิกส์จึงรู้เสมอว่าโรเตอร์อยู่ในตำแหน่งใด และขดลวดใดที่จะใช้แรงดันไฟฟ้า ณ เวลาใดเวลาหนึ่ง หลังจากนั้นจะพิจารณาอัลกอริธึมการควบคุมสำหรับมอเตอร์ไร้แปรงสามเฟส

มีมอเตอร์ไร้แปรงถ่านที่ไม่มีเซ็นเซอร์ ในมอเตอร์ดังกล่าว ตำแหน่งของโรเตอร์จะถูกกำหนดโดยการวัดแรงดันไฟฟ้าบนขดลวดที่ไม่ได้ใช้ในเวลาที่กำหนด วิธีการเหล่านี้จะกล่าวถึงในภายหลัง คุณควรใส่ใจกับจุดสำคัญ: วิธีนี้ใช้ได้เฉพาะเมื่อเครื่องยนต์หมุน เมื่อมอเตอร์ไม่หมุนหรือหมุนช้ามาก วิธีนี้ใช้ไม่ได้

มอเตอร์ไร้แปรงถ่านพร้อมเซ็นเซอร์ใช้ในกรณีใดบ้าง และในกรณีใดบ้างที่ไม่มีเซ็นเซอร์ อะไรคือความแตกต่างของพวกเขา?

มอเตอร์ที่มีตัวเข้ารหัสเป็นที่ต้องการจากมุมมองทางเทคนิค อัลกอริธึมการควบคุมสำหรับเครื่องยนต์ดังกล่าวนั้นง่ายกว่ามาก อย่างไรก็ตามก็มีข้อเสียเช่นกัน: จำเป็นต้องให้พลังงานแก่เซ็นเซอร์และวางสายไฟจากเซ็นเซอร์ในเครื่องยนต์ไปยังอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ควบคุม ในกรณีที่เซ็นเซอร์ตัวใดตัวหนึ่งทำงานล้มเหลว เครื่องยนต์จะหยุดทำงาน และตามกฎแล้ว การเปลี่ยนเซ็นเซอร์จะต้องถอดชิ้นส่วนเครื่องยนต์

ในกรณีที่ไม่สามารถวางเซ็นเซอร์ในตัวเรือนมอเตอร์ในเชิงโครงสร้างได้ จะใช้มอเตอร์ที่ไม่มีเซ็นเซอร์ โครงสร้างมอเตอร์ดังกล่าวไม่แตกต่างจากมอเตอร์ที่มีเซ็นเซอร์ แต่หน่วยอิเล็กทรอนิกส์จะต้องสามารถควบคุมเครื่องยนต์โดยไม่มีเซ็นเซอร์ ในกรณีนี้ ชุดควบคุมต้องสอดคล้องกับคุณลักษณะเฉพาะของเครื่องยนต์รุ่นนั้นๆ

หากเครื่องยนต์ต้องสตาร์ทโดยมีภาระหนักบนเพลามอเตอร์ (ระบบขนส่งไฟฟ้า กลไกการยก ฯลฯ) จะใช้มอเตอร์พร้อมเซ็นเซอร์
หากเครื่องยนต์สตาร์ทโดยไม่มีภาระบนเพลา (ใช้การระบายอากาศ ใบพัด คลัตช์แบบแรงเหวี่ยง เป็นต้น) สามารถใช้เครื่องยนต์ที่ไม่มีเซ็นเซอร์ได้ ข้อควรจำ: มอเตอร์ที่ไม่มีเอ็นโค้ดเดอร์ต้องสตาร์ทโดยไม่มีโหลดบนเพลา หากไม่ตรงตามเงื่อนไขนี้ ควรใช้มอเตอร์ที่มีตัวเข้ารหัส นอกจากนี้ในขณะที่สตาร์ทเครื่องยนต์โดยไม่มีเซ็นเซอร์ การสั่นของแกนเครื่องยนต์ในทิศทางต่างๆ เป็นไปได้ หากสิ่งนี้มีความสำคัญต่อระบบของคุณ ให้ใช้มอเตอร์ที่มีเซ็นเซอร์

สามเฟส

มอเตอร์ไร้แปรงถ่านสามเฟสใช้กันอย่างแพร่หลาย แต่อาจเป็นเฟสหนึ่ง สอง สาม หรือมากกว่านั้นก็ได้ ยิ่งมีเฟสมากเท่าไหร่ การหมุนของสนามแม่เหล็กก็จะยิ่งราบรื่นขึ้นเท่านั้น แต่ระบบควบคุมมอเตอร์ก็จะยิ่งซับซ้อนมากขึ้นเท่านั้น ระบบ 3 เฟสเหมาะสมที่สุดในแง่ของอัตราส่วนประสิทธิภาพ/ความซับซ้อน ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงแพร่หลายมาก นอกจากนี้จะพิจารณาเฉพาะวงจรสามเฟสเท่านั้นที่พบมากที่สุด อันที่จริงแล้วเฟสคือขดลวดของมอเตอร์ ดังนั้นหากคุณพูดว่า "สามคดเคี้ยว" ฉันคิดว่าสิ่งนี้จะถูกต้องเช่นกัน ขดลวดสามเส้นเชื่อมต่อกันตามรูปแบบ "ดาว" หรือ "สามเหลี่ยม" มอเตอร์ไร้แปรงถ่านแบบสามเฟสมีสายไฟสามเส้น - สายไฟที่คดเคี้ยว ดูรูป

มอเตอร์ที่มีเอ็นโค้ดเดอร์มีสายไฟเพิ่มเติมอีก 5 เส้น (2 เส้นสำหรับกำลังเอ็นโค้ดเดอร์ตำแหน่ง และ 3 สัญญาณเอ็นโค้ดเดอร์)

ในระบบสามเฟส แรงดันไฟฟ้าจะถูกจ่ายให้กับขดลวดสองในสามขดลวด ณ เวลาใดเวลาหนึ่ง ดังนั้นจึงมีตัวเลือก 6 ตัวเลือกสำหรับการใช้แรงดันไฟฟ้ากระแสตรงกับขดลวดมอเตอร์ ดังแสดงในรูปด้านล่าง