Načelo enosmernih motorjev

Načelo krmiljenja brezkrtačnega motorja na enosmerni tok je naslednje: Da se motor vrti, mora krmilna enota najprej določiti položaj rotorja motorja na podlagi Hall-senzorja. Nato glede na navitja statorja določi zaporedje vklopa (ali izklopa) močnostnih tranzistorjev v pretvorniku. Tranzistorji AH, BH in CH (imenovani močnostni tranzistorji zgornjega kraka) ter tranzistorji AL, BL in CL (imenovani močnostni tranzistorji spodnjega kraka) v pretvorniku zaporedno tečejo tok skozi tuljave motorja in ustvarjajo vrteče se magnetno polje v smeri urinega kazalca (ali nasprotni -smeri urnega kazalca). To magnetno polje sodeluje z magneti rotorja in tako povzroči, da se motor vrti v smeri urinega kazalca/nasprotno-smeri urinega kazalca. Ko se rotor motorja zavrti v položaj, kjer Hall-senzor zazna drug niz signalov, krmilna enota vklopi naslednji niz močnostnih tranzistorjev. Ta cikel se nadaljuje in omogoča, da se motor vrti v isto smer, dokler se krmilna enota ne odloči ustaviti rotorja motorja, pri čemer se močnostni tranzistorji izklopijo (ali pa se vklopijo samo močnostni tranzistorji spodnjega kraka). Za obratno smer rotorja se močnostni tranzistorji vklopijo v obratnem zaporedju.

Osnovni preklopni vzorec za močnostne tranzistorje je mogoče ponazoriti na naslednji način: AH, BL → AH, CL → BH, CL → BH, AL → CH, AL → CH, BL. Vendar jih je absolutno prepovedano menjati kot AH, AL, BH, BL ali CH, CL. Nadalje, ker imajo elektronske komponente vedno preklopni odzivni čas, mora preklopni čas močnostnih tranzistorjev upoštevati ta odzivni čas. V nasprotnem primeru, če zgornja roka (ali spodnja roka) ni popolnoma zaprta, preden se spodnja roka (ali zgornja roka) odpre, bo prišlo do kratkega stika, kar bo povzročilo izgorevanje tranzistorja moči.

Ko se motor začne vrteti, krmilna enota primerja (ali izračuna prek programske opreme) ukaz (sestavljen iz hitrosti, ki jo je nastavil voznik, in stopnje pospeševanja/pojemka) s hitrostjo spremembe signala Hall-senzorja, da ugotovi, katera skupina stikal (AH, BL, AH, CL, BH, CL ali ...) mora biti vklopljena in za koliko časa. Če je hitrost nezadostna, je čas-vklopa daljši; če je hitrost prevelika, je čas-vklopa krajši. Ta del delovanja upravlja PWM. PWM (Pulse Width Modulation) določa hitrost motorja in generiranje takega PWM je ključno za doseganje natančnega nadzora hitrosti.

Visoko-nadzor hitrosti mora upoštevati, ali sistemska ločljivost ure zadostuje za obdelavo časa obdelave navodil programske opreme. Poleg tega način dostopa do sprememb signala Hall{2}}senzorja prav tako vpliva na zmogljivost, natančnost in-delovanje v realnem času. Za nadzor nizke-hitrosti, zlasti pri nizkih-začetkih, se signal-senzorja Hall spreminja počasneje. Zato postanejo način pridobivanja signala, čas obdelave in ustrezna konfiguracija krmilnih parametrov na podlagi značilnosti motorja ključni. Druga možnost je, da se povratne informacije o hitrosti spremenijo tako, da se kot referenca uporabljajo spremembe kodirnika, s čimer se poveča ločljivost signala za boljši nadzor. Mirno delovanje motorja in dobra odzivnost sta odvisna tudi od ustreznosti PID regulacije. Kot smo že omenili, brezkrtačni motorji na enosmerni tok uporabljajo nadzor-zanke; zato povratni signal pove krmilni enoti, kako daleč je hitrost motorja od ciljne hitrosti-to je napaka. Poznavanje napake zahteva kompenzacijo, ki jo je mogoče doseči s tradicionalnimi inženirskimi krmilnimi metodami, kot je krmiljenje PID. Stanje in okolje pod nadzorom pa sta pravzaprav kompleksna in spremenljiva. Če je potreben robusten in trajen nadzor, so dejavniki, ki jih je treba upoštevati, verjetno zunaj popolnega nadzora tradicionalnega inženirskega nadzora. Zato bodo tudi mehko krmiljenje, ekspertni sistemi in nevronske mreže vključeni v pomembne teorije inteligentnega krmiljenja PID.