10. BLDC: šestikrok a komutace
Komutátorový motor si přepínání vinutí řeší sám — mechanicky, uhlíky. Bezkomutátorový (BLDC) tu práci předává elektronice, a tím se zbaví jediné součástky, která se v motoru opotřebovává.
Tři půlmůstky místo dvou
Tři fáze, tři půlmůstky, šest spínačů. V každém okamžiku vede dvojice fází: jedna je připojená nahoru, druhá dolů, třetí je odpojená — a právě na ní se dá měřit indukované napětí, což je základ bezsenzorového řízení.
Komutace: kdy přepnout
Přepínat je potřeba přesně tehdy, když se rotor dostane do správné polohy. Jak to zjistit:
- Hallovy sondy — tři kusy po 120°, dají šest kombinací, tedy přesně šest stavů. Jednoduché, funguje i při nulových otáčkách. Cena: tři součástky a kabel navíc.
- Bezsenzorově — měří se indukované napětí na odpojené fázi a hledá se jeho průchod nulou. Zdarma, ale nefunguje při stání (nic se neindukuje), takže se musí rozjíždět naslepo.
Zbytkové zvlnění momentu
I dokonalý šestikrok má 13,4 % zvlnění momentu. Důvod: lichoběžníkové indukované napětí je ploché jen 120° elektricky, a mezi kroky se moment propadne na cos 30°.
Kdo potřebuje hladší chod, musí přejít na sinusové řízení nebo vektorové (FOC). Tam se ale mění i konstanta momentu — a to je přesně ta pověstná záměna 8,27 vs 9,55, kterou vlastní DriveLab:
| komutace | kt | proč |
|---|---|---|
| šestikrok | 9,55 / Kv | plochý vrchol, dvě fáze v sérii |
| vektorové (FOC) | 8,27 / Kv | amplituda proudu v ose q |
Poměr je přesně 2/√3. Záměna dělá 13,4 % chyby — mimochodem shodou okolností stejné číslo jako zvlnění momentu, ale je to náhoda, ne souvislost.