Motor BLDC: corriente de suministro frente a corriente de línea a línea

Ampliando la respuesta de Charles Cowie,

La relación entre la potencia de entrada del suministro y la potencia absorbida por el motor es obvia, pero no lo es derivar una relación exacta entre la corriente de suministro y la corriente de fase.

Si está considerando un motor BLDC trifásico con conmutación de 6 pasos (no un controlador de onda sinusoidal), se pueden hacer algunas suposiciones:

1. El voltaje de fase a fase es una onda trapezoidal de CA, con un voltaje máximo igual al voltaje de suministro.

2. La corriente del motor en cada línea de fase se aproxima a una onda 'cuadrada' bipolar con un ciclo de trabajo de 2/3, 1/3 fluye con el voltaje de suministro total y el otro 1/3 mientras el voltaje desciende hasta cero.

A partir de esta información debería ser posible calcular la corriente rms. Sin embargo, en la práctica, la forma de onda actual puede variar drásticamente según la inductancia del motor, la fuerza contraelectromotriz, la carga mecánica y la relación PWM, lo que hace que los cálculos sean mucho más complejos porque se deben incluir las características del motor y del controlador. Medir con precisión la corriente de fase rms también puede ser un desafío.

Aquí hay algunos rastros de alcance de un motor que probé. En la primera imagen el motor anda suelto. El voltaje de fase a fase es un trapezoide bien definido, pero la corriente tiene un componente de ondulación grande y un factor de cresta alto (pico de 2,4 A frente a corriente de suministro de CC de 1,3 A).

La segunda traza muestra la corriente en un motor muy cargado. Aquí vemos que la forma de onda actual se ha vuelto más 'cuadrada' pero tiene una pendiente debido a la inductancia del devanado. La corriente de fase máxima ahora es solo un poco más alta que la corriente de suministro de CC: -

El tercer trazo se tomó con un voltaje de suministro más alto, pero con PWM reducido al 60 % para obtener la misma potencia de salida del motor. La forma de onda se ha vuelto triangular, con corriente recirculando a través del controlador durante el 40% del tiempo de 'apagado' de PWM (pendiente descendente de la onda triangular). Durante este tiempo, no se extrae corriente de la fuente de alimentación, por lo que la corriente promedio del motor es 100/60 = 1,67 veces mayor que la corriente de la fuente de alimentación. La corriente de fase máxima es aún mayor, en este caso ~3,3 veces mayor.

La energía proveniente de la fuente de alimentación de CC es igual a la entrada de energía al motor más las pérdidas en cualquier controlador que se encuentre entre la fuente de alimentación y el convertidor. Deberá calcular la potencia según ese principio.