BLDC Motor

• Detto anche: Brushless DC Motor, Brushless Motor
• Categoria: Actuation & drivetrain › Motors
• Tag: motors, actuation

Motore brushless CC con commutazione elettronica per un'attuazione efficiente e affidabile.

Definizione

Il motore brushless CC usa la commutazione elettronica al posto delle spazzole meccaniche. Tra i vantaggi ci sono maggiore efficienza, durata più lunga, migliore dissipazione del calore e minore rumorosità. È dominante negli attuatori dei robot moderni.

Perché è importante

I motori brushless CC dominano la robotica moderna perché offrono un'elevata densità di coppia e una lunga durata, senza spazzole che si consumano. Il prezzo è la complessità: non basta applicare loro una tensione, ma richiedono un controllore elettronico che ecciti gli avvolgimenti nella sequenza giusta, il che significa che ogni motore BLDC richiede un driver e di solito un sensore di posizione. È per questo requisito che arrivano come parte di un sistema anziché come singolo componente, e che il loro costo è in realtà il costo del motore più l'elettronica.

Applicazioni principali

• Propulsione di droni e multirotori
• Giunti quasi-direct drive (QDD) nei robot con gambe
• Motori nel mozzo e azionamenti delle ruote per basi mobili
• Giunti di bracci robotici ad alte prestazioni in cui si desidera la reversibilità
• Gimbal e stabilizzatori per fotocamere che richiedono una coppia fluida a bassa velocità
• Trazione di veicoli elettrici e monopattini, i cui componenti vengono riutilizzati in robotica

In pratica

La propulsione dei droni, i giunti quasi-direct drive (QDD) dei robot con gambe e i moderni mozzi delle ruote robotiche sono quasi tutti con motore brushless. Il controllo a orientamento di campo è ciò che li rende utilizzabili in robotica e non solo per far girare qualcosa: commuta in modo fluido in base alla posizione del rotore, offrendo un controllo fine della coppia a bassa velocità invece dell'effetto cogging prodotto da schemi più semplici. È per questo che controllori open source come ODrive e SimpleFOC sono diventati così importanti: hanno messo il controllo dei motori di livello industriale alla portata di piccoli team.

Idee sbagliate comuni

• Un motore BLDC si può pilotare come un motore a spazzole: per funzionare richiede un controllore di commutazione elettronica
• Un KV più alto è meglio: il KV indica la velocità per volt, e i motori ad alto KV danno meno coppia, che è il compromesso sbagliato per la maggior parte dei giunti
• Il controllo sensorless è sempre sufficiente: fatica a bassa velocità e da fermo, proprio dove operano i giunti dei robot
• Il costo è il motore: il driver, l'encoder e la progettazione termica spesso lo superano

Chi dovrebbe saperlo

• Chiunque progetti giunti o azionamenti partendo dai componenti del motore
• Ingegneri che scelgono tra attuazione con motore brushless, motore passo-passo o servo con riduttore
• Costruttori che scelgono i controllori dei motori per un robot su misura
• Studenti che imparano perché il controllo a orientamento di campo è importante
• Chiunque confronti specifiche di motori in cui KV e coppia sembrano in contraddizione

Tecnologie correlate

• Controllo a orientamento di campo (FOC)
• Electronic Speed Controller (ESC)
• Riduttore armonico
• Encoder (incrementale e assoluto)
• Sensore a effetto Hall
• Motore passo-passo
• Motore CC a spazzole
• Quasi-direct drive (QDD)

Termini correlati

• Servo Motor
• Encoder

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