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X Power POWER 20 - OTTOBRE 2019 I motori elettrici brushless (senza spazzole) in corrente continua, più comunemente noti come motori BLDC (Brushless Direct Current), sono motori a commutazio- ne elettronica alimentati da una sorgente elettrica in c.c. tramite un controllore per motori esterno. A differenza dei motori a spazzole (brushed), i motori BLDC si basa- no su controllori esterni per realizzare la commutazione. In sintesi, la commutazione è il processo che commuta la corrente nelle varie fasi del motore per generare il mo- vimento. I motori a spazzole usano delle vere e proprie spazzole per espletare questo processo, due volte ogni rotazione, al contrario dei motori BLDC. Grazie alla na- tura intrinseca del progetto, i BLDC possono avere un numero qualsiasi di coppie di poli per la commutazione. I motori BLDC offrono numerosi vantaggi rispetto a quelli tradizionali a spazzole. In genere, garantiscono un’efficienza migliore del 15-20%, hanno minori esigen- ze in termini di manutenzione grazie all’assenza di spaz- zole che sono dispositivi soggetti a usura e garantiscono una curva di coppia piatta a tutte le velocità nominali. Anche se i motori BLDC sono stati inventati molto tempo fa, la loro adozione è stata lenta a causa della complessità dei cir- cuiti di controllo e di retroazio- ne. Tuttavia, grazie alle recenti evoluzioni tecnologiche nel mondo dei semiconduttori, ai miglioramenti apportati ai ma- gneti permanenti e alla crescen- te domanda di una maggiore efficienza, i motori BLDC han- no sostituito i motori a spazzole in numerose applicazioni. Tra queste si possono annoverare elettrodomestici, automotive, aerospaziale, consumer, medicale, apparecchiature di automazione industriale e strumentazione. A causa della sempre maggiore diffusione dell’impiego dei motori BLDC in un numero crescente di applicazio- ni, molti tecnici e progettisti di trovano nella condizio- ne di dover iniziare ad adottare questa tecnologia. No- nostante i principi progettuali di base di questi motori rimangano gli stessi, l’aggiunta di circuiti di controllo esterni comporta la necessità di considerare altri aspetti. Uno dei più importanti riguarda le modalità da seguire per ottenere la retroazione necessaria per la commuta- zione del motore. Commutazione del motore: concetti di base Prima di approfondire le opzioni disponibili per la re- troazione dei motori BLDC, è importante comprendere perché è necessaria la retroazione. I motori BLDC sono disponibili in configurazione monofase, bifase e trifase e la più comune è quella trifase. Il numero di fasi cor- risponde al numero di avvolgi- menti sullo statore, mentre i poli del rotore possono essere un numero qualsiasi di coppie in funzione dell’applicazione. Dato che il rotore di un motore BLDC è influenzato dalla rota- zione dei poli dello statore, la posizione del polo dello statore deve essere monitorata per po- ter pilotare correttamente le 3 fasi del motore. Questo è il mo- tivo per cui sulle 3 fasi del mo- tore viene usato un controllore con un modello (pattern) di Come commutare in modo efficiente un motore BLDC Quando abbinati a motori BLDC, gli encoder a commutazione sviluppati da CUI assicurano notevoli risparmi di tempo nella fase di installazione e, allo stesso tempo, semplificano le fasi di sviluppo e realizzazione Fig. 1 – Schema del pattern a 6 passi per la commutazione di un motore BLDC Jason Kelly Electromechanical Design Engineer CUI