Diseño y construcción de un controlador electrónico para motores BLDC

Abstract

En els últims anys els motors de corrent continu amb escombretes han començat a estar obsolets a causa de les seves baixes prestacions i la necessitat de manteniment, sent destinats a utilitats molt concretes i de poca exigència, per contra els motors sense escombretes de corrent continu (BLDC), han passat de ser presents únicament a l'àmbit industrial a formar part cada vegada més del dia a dia de l'usuari comú, i així, ha nascut la necessitat de poder controlar-los d'una manera senzilla i econòmica. Aquest fet motiva el desenvolupament del present document que te com a objectiu la comprensió i el desenvolupament de l'electrònica de control per governar un motor BLDC amb sensors de posició, el control de la mateixa per aconseguir un desenvolupament òptim i l'adquisició de les principals dades necessàries per modelitzar el seu comportament en càrrega. Es disposa d'una bancada de proves que incorpora un motor BLDC que, mitjançant una reductora amb relació de transmissió 7:1, transmet el moviment a un fre magnètic variable, el qual serà també controlat electrònicament.

En los últimos años los motores de corriente continua con escobillas han comenzado a estar obsoletos debido a sus bajas prestaciones y a la necesidad de mantenimiento de los mismos, siendo destinados a utilidades muy concretas y de poca exigencia, por el contrario, los motores sin escobillas de corriente continua (BLDC), han pasado de estar presentes únicamente en el ámbito industrial a formar parte cada vez más del día a día del usuario común, naciendo así la necesidad de poder controlarlos de una manera sencilla y económica. Este hecho motiva el desarrollo del presente documento que tiene como objetivo la comprensión y el desarrollo de la electrónica de control para gobernar un motor BLDC con sensores de posición, el control de la misma para lograr un desempeño óptimo y la adquisición de los principales datos necesarios para modelizar su comportamiento en carga. Para ello se dispone de una bancada de pruebas que incorpora un motor BLDC que, mediante una reductora con relación de transmisión 7:1 transmite el movimiento a un freno magnético variable, el cual será también controlado electrónicamente.

Recently, brushed DC motors have become obsolete due to their low performance and their need for maintenance, being intended for very specific and low-demand uses. On the contrary, brushless DC motors (BLDC) have gone from being present only in the industrial field to becoming an increasingly part of the common user's daily life by giving rise to the need to be able to control them in a simple and economical way. This fact motivates the development of this document that aims to understand and develop the control electronics to govern a BLDC motor with position sensors, its control to achieve optimal performance and the acquisition of the main necessary data to model its behavior under load. For this, a test bench is available that incorporates a BLDC motor that, through a reducer with a 7:1 transmission ratio, transmits the movement to a variable magnetic brake, which will be controlled electronically too.