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38 - ELETTRONICA OGGI 480 - SETTEMBRE 2019 I motori sono disponibili in molte tipologie: si va dai motori passo-passo, che vengono spesso utilizzati nelle applicazioni di posizionamento di precisione, ai motori ACI (Alternating Current Induction) di grandi di- mensioni spesso impiegati per fornire una coppia eleva- ta nelle operazioni di miscelazione ed elaborazione indu- striale. Ancora, molto spesso la scelta del motore non è solo determinata dall’applicazione ma dal suo ambiente di utilizzo. Nell’ambiente automobilistico, ad esempio, è importante la capacità di operare a partire da una batte- ria a bassa tensione anziché da una correnteAC. Ciò favo- risce l’uso di motori DDC (Brushed DC), BLDC (Brushless DC) e PMS (Permanent Magnet Synchronous). Le appa- recchiature consumer alimentate dalla rete, come lavatri- ci e macchinari industriali, implicano un progetto basato su un motore ACI in grado di funzionare direttamente da una fonte di tensione da 110 V, 220 V o superiore. Tutta- via, pur con l’accesso ad alimentazioni trifase e ad alta tensione, gli utenti industriali possono preferire motori BLDC o PMS ad alta tensione per i loro sistemi poiché offrono in modo nativo una coppia più elevata a velocità inferiori rispetto ai motori ACI. Di conseguenza, la scelta della progettazione e del motore e degli obiettivi applica- tivi influenza fortemente la strategia di controllo e, a sua volta, la piattaforma elettronica utilizzata per implemen- tarla. Strategie di controllo Il controllo motore più semplice non è altro che un interruttore o un regolatore di tensione. Nel caso dei motori ACI, una strategia comune per i progetti più semplici è volt-per-hertz. Tuttavia, questo metodo por- ta come conseguenza a una coppia bassa quando il motore ruota lentamente, il che è inaccettabile in mol- te applicazioni. Passando a strategie di controllo più complesse, i progettisti possono superare molte delle carenze di un particolare tipo di motore. Anche se il motore passo-passo è progettato per muoversi a passi fissi, le tecniche di controllo avanzate note come micro stepping permettono di ottenere un posizionamento ad alta risoluzione e un movimento fluido. Strategie di tipo FOC (Field-Oriented Control) di eleva- te prestazioni utilizzano modelli matematici del flusso all’interno del motore per determinare con precisione quando fornire energia a una qualsiasi delle fasi del motore. La metodologia FOC permette di superare mol- ti dei problemi legati al controllo motore tipici di stra- tegie meno sofisticate, come volt-per-hertz. Il controllo FOC può garantire un’elevata coppia su un ampio in- tervallo di velocità e ha il vantaggio di supportare la precisione di posizionamento senza ricorrere a costosi sensori – la corrente misurata proveniente dall’avvol- gimento del motore fornisce al modello matematico le informazioni necessarie per determinare la posizione del rotore rispetto agli avvolgimenti dello statore. I robot multiasse e le macchine a controllo numerico computerizzato (CNC) hanno esigenze molto severe in termini di precisione, e spesso utilizzano una combi- nazione di diversi tipi di motore. A causa dei requisiti di elevate prestazioni, i progettisti utilizzano sovente DSP ad alta velocità o addirittura FPGA. Questi con- trolli sono in grado di coordinare l’attività di più motori alla volta per spostare i bracci del robot e le macchine utensili attraverso percorsi precisi utilizzando i servo encoder per il feedback delle informazioni sulla posi- zione. Nuove MCU per il controllo motore Patrick Heath Strategic Marketing manager Microchip Technology La scelta del motore e gli obiettivi dell’applicazione sono i principali fattori che influenzano la strategia di controllo POWER Scheda di sviluppo per controller motore a bassa tensione per applicazioni BLDC e PMSM MOTOR CONTROL