¿Cuál es el uso de PWM sobre el control sin escobillas?

Acabo de ver esta pregunta ¿Cómo elimino el ruido PWM cuando conduzco un ventilador? pero no puedo pensar en la razón por la cual es útil hacer PWM sobre el control sin escobillas.

Supongo que las personas están tratando de controlar el par o la velocidad del motor mediante PWM. Pero al final el par, la velocidad y la resistencia mecánica llegarán a un equilibrio. Entonces, controlar uno de estos tres factores debería lograr el objetivo original. Para un motor sin escobillas, es mucho más fácil controlar la velocidad porque el controlador lo hace de todos modos: determina cuándo energizar una bobina en función de la posición actual del rotor. Si el controlador retrasa la activación de la bobina, se reducirá el par.

De las respuestas a la pregunta original, parece que esto (hacer PWM sobre el control sin escobillas) es bastante común. Sin embargo, para mí es más como un truco sucio cuando no hay acceso al controlador.

¿Me estoy perdiendo algo?

Respuestas (2)

En teoría, se podría usar un motor BLDC como un motor paso a paso de 3 devanados (seis fases), controlando la velocidad de rotación controlando la frecuencia con la que se accionan los devanados. De hecho, para ciertas situaciones en las que se usaría un motor con solo una fracción de su potencia nominal (por ejemplo, porque el motor más barato que se podía obtener era mucho más grande de lo necesario), este enfoque funcionará bien. Sin embargo, un problema importante con este enfoque es que cuando un motor funciona a una velocidad fija, una reducción en el par de salida mecánico no provocará una reducción correspondiente en el consumo de corriente. En cambio, provocará un aumento masivo en la cantidad de calor disipado por el motor. Aunque los motores paso a paso generalmente pueden disipar de forma segura el 100 % de la potencia nominal como calor, los motores BLDC generalmente no lo hacen.

Uno podría considerar la situación como vagamente análoga a la regulación de la velocidad de un automóvil simplemente usando los pedales del embrague y del freno mientras el motor siempre está funcionando con el acelerador completamente abierto. Cierto, uno puede hacer que el automóvil vaya a la velocidad deseada durante un rato usando solo dos de los tres pedales (y si uno va cuesta arriba, puede hacerlo solo con el embrague), pero la economía de combustible sería terrible, y a menos que uno agregó una cantidad verdaderamente masiva de enfriamiento adicional al embrague, se destruiría en minutos.

"una reducción en el par de salida mecánica no provocará una reducción correspondiente en el consumo de corriente": parece un controlador mal diseñado. Un buen controlador (al menos en teoría) podría dejar de energizar el devanado cuando alcanza la posición correcta, que esencialmente está haciendo PWM por el propio controlador. Puedo imaginar que tal diseño puede no ser económicamente eficiente para motores pequeños y de bajo voltaje, pero ¿es esa la única razón?
@Codism: si el devanado estuviera controlado por un circuito que encendiera el motor cada vez que estuviera "detrás" de su posición ideal, y lo apagaría cada vez que estuviera "atrapado" o "adelante", el motor no tendría otra opción pero para girar a la velocidad "promedio" correcta, pero sería poco probable que girara uniformemente a esa velocidad. Uno podría esperar que el motor encontrara un buen equilibrio en el que se queda atrás de la posición "ideal" lo suficiente como para ser golpeado con la cantidad de energía necesaria para mantenerlo en marcha. En la práctica, es mucho más probable que el sistema compense alternativamente en exceso por estar por delante...
... y luego compensar en exceso por estar atrasado. Si bien hay una variedad de técnicas que se pueden usar para determinar con precisión cuándo encender la cosa en cada ciclo para lograr un comportamiento estable, es más fácil hacer que el motor se encienda y se apague basándose únicamente en la posición, y usar PWM de alta velocidad (y de posición independiente) para variar la fuerza del ciclo "encendido". Si cada ciclo en el que el motor es demasiado rápido o demasiado lento provoca solo un pequeño cambio en el nivel de PWM, es probable que el sistema tarde más de lo ideal en alcanzar la velocidad correcta, pero la velocidad, una vez alcanzada, será bastante estable.

Te estás perdiendo el orangután gigante y enojado en la habitación:
Costo

El OP en la pregunta a la que te refieres está tratando de controlar un ventilador de computadora .
Estos son dispositivos muy, muy producidos en masa. Hay ASIC especiales disponibles explícitamente con el fin de controlarlos, que integran el sensor de efecto Hall, el controlador y el controlador de potencia de la bobina en un solo paquete (generalmente de 4 a 6 conductores).


En segundo lugar, el "motor sin escobillas" de la mayoría de los ventiladores no es un motor trifásico tradicional. De hecho, la mayoría de los ventiladores para muffins de CC son monofásicos. El "controlador" simplemente enciende y apaga el devanado en ciertos puntos de la rotación del ventilador, confiando completamente en el impulso para transportar el rotor cuando el devanado no está energizado.

Dada esta topología de controlador, no hay mucho que pueda hacer para ralentizar dicho sistema, excepto A: Reducir el voltaje de la bobina, o B: PWM de la bobina. Dado que el controlador no tiene estado (en realidad, es solo un sensor de efecto Hall y un transistor de potencia), el PWM antes o después del controlador es básicamente una cuestión de opinión.

Lo que dijiste tenía mucho sentido para mí, excepto que el PWM antes del controlador es difícil de creer, pero no entraré en detalles en esta publicación. Desearía poder aceptar también su respuesta, pero solo puedo aceptar una. De todos modos, gracias por la explicación.