Che cos'è un controllore per motori BLDC e come funziona?

Introduzione: Perché il controller è il “cervello” di ogni unità elettrica

Al centro di ogni veicolo elettrico a due ruote non c'è solo il motore, ma anche il sistema di controllo della velocità. controllore - l'unità intelligente che determina l'efficienza, la fluidità e la sicurezza del funzionamento del motore. Nel caso di Motori BLDC (Brushless DC), Il controllore svolge un ruolo ancora più critico perché, a differenza dei motori a spazzole, i motori BLDC non hanno commutatori meccanici.

Invece, il controller commuta elettronicamente gli avvolgimenti del motore al momento giusto, trasformando l'energia della batteria CC in un preciso movimento rotatorio. Che si tratti di una bicicletta elettrica, di uno scooter o di una motocicletta, la scelta del controller giusto può fare la differenza tra un'accelerazione fluida e prestazioni a scatti o inefficienti.

La gamma di prodotti JRAHK Controllori FOC a onda sinusoidale, Controllori a onda quadra a doppia modalità, e Kit di display integrati sono progettati per soddisfare le diverse esigenze applicative, combinando una robusta potenza in uscita con algoritmi di controllo intelligenti.

Capire le basi di un controllore per motori BLDC

A Controllore del motore CC senza spazzole regola il flusso di energia dalla batteria al motore. Regola tensione, corrente, e tempistica in base alla posizione del rotore per generare una rotazione regolare e la coppia desiderata.

In parole povere, svolge tre compiti fondamentali:

1. Controllo della commutazione - Commuta elettronicamente la corrente tra le fasi del motore per produrre una rotazione continua.
2. Regolazione della velocità e della coppia - Controlla la velocità e la forza di rotazione del motore variando la corrente e la tensione.
3. Protezione e comunicazione - Si protegge da sovracorrenti, surriscaldamento o bassa tensione, mentre scambia dati con il display o l'unità di controllo del veicolo.

Senza il controllore, un motore BLDC non può funzionare correttamente perché ha bisogno di questi segnali elettrici temporizzati con precisione per continuare a girare.

Componenti principali di un controllore BLDC

Un tipico controllore BLDC JRAHK comprende:

• Stadio di alimentazione a MOSFET: I principali elementi di commutazione della corrente. Ad esempio, il nostro Da 9 a 24 tubi I controllori utilizzano più MOSFET in parallelo per gestire diversi livelli di corrente (da 18A a 80A).
• Microcontrollore (MCU): Il cervello logico che gestisce le sequenze di commutazione, legge gli ingressi dei sensori e applica algoritmi di controllo come il FOC (Field-Oriented Control).
• Circuiti integrati di pilotaggio: Amplificano i segnali dell'MCU per pilotare con precisione i MOSFET.
• Sensori di corrente e tensione: Per la retroazione ad anello chiuso per mantenere la stabilità e proteggere il sistema.
• Interfaccia di comunicazione: Molti dei nostri kit supportano UART che consente un facile scambio di dati con display esterni.
• Circuiti di protezione: Contro le sovratensioni, le inversioni di polarità o i cortocircuiti.

Tipi di controllo: Onda quadra vs. sinusoide vs. FOC

Metodi di controllo diversi offrono esperienze di guida diverse. JRAHK offre entrambi onda quadra e onda sinusoidale FOC opzioni per soddisfare le diverse esigenze degli utenti.

1 Controllo a onda quadra

• Genera una forma d'onda di corrente trapezoidale.
• Più facile e meno costoso da implementare.
• Offre una forte coppia ma una maggiore rumorosità e una minore scorrevolezza.
• Ideale per gli scooter di base o per le e-bike entry-level.

Esempio: Kit di regolatori a onda quadra JRAHK (modelli a 6-15 tubi, 250W-2000W).

Queste unità forniscono un'alimentazione affidabile per sistemi e-bike di piccole e medie dimensioni, con interfaccia UART e integrazione opzionale del display.

2 Controllo d'onda sinusoidale

• Produce una forma d'onda di corrente sinusoidale che corrisponde all'angolo di rotazione del motore.
• Funzionamento più fluido e silenzioso con maggiore efficienza.
• Riduce le vibrazioni e l'usura meccanica.

Esempio: Kit di controllori BLDC sinusoidali (9 tubi, 15 tubi, 400W-2000W),

progettato per i motociclisti che richiedono prestazioni raffinate e una rumorosità minima.

3 Controllo orientato al campo (FOC)

• L'algoritmo più avanzato utilizzato nei sistemi ad alte prestazioni.
• Trasforma le correnti di fase del motore in un quadro di riferimento rotante (asse d-q) e controlla coppia e flusso in modo indipendente.
• Ciò consente un'erogazione precisa della coppia, una maggiore efficienza energetica e prestazioni ottimali in tutte le condizioni di carico.

Esempio: Controllori sinusoidali FOC a tre modalità della serie Gold di JRAHK (modelli da 6 a 24 tubi, fino a 5000W).

Questi controllori integrano l'azionamento a onda sinusoidale, l'algoritmo FOC e il funzionamento in doppia modalità, consentendo un utilizzo flessibile sia con i motori con sensore di Hall sia con quelli senza sensore.

Sensore di Hall vs. controllo senza sensore

Un controllore BLDC determina la posizione del rotore per temporizzare correttamente la commutazione. Ciò può essere fatto in due modi:

• Con sensori di Hall: Il motore fornisce segnali di posizione attraverso i sensori incorporati al suo interno. Il controllore li legge per sincronizzare la commutazione.
  • Vantaggi: Partenza fluida, migliore controllo a bassa velocità.
  • Svantaggi: Costo leggermente superiore e cablaggio più lungo.
• Senza sensore (rilevamento della retrofrequenza): Il controllore stima la posizione del rotore dalla retroazione di tensione generata dal motore stesso.
  • Vantaggi: Cablaggio più semplice, più affidabile in ambienti difficili.
  • Svantaggi: Leggero ritardo all'avvio e minore precisione a velocità molto basse.

La maggior parte dei controllori JRAHK supporta doppio modo Il funzionamento è automatico e rileva se è collegato un sensore di Hall, garantendo la compatibilità con un'ampia gamma di motori.

Comprensione delle specifiche del controllore

Quando si sceglie un controller, vengono visualizzati parametri quali Tensione, Attuale, Potenza, e Conteggio dei tubi MOS. Ecco cosa significano:

Per esempio:

• A Controllore a 6 tubi da 36 V (18 A, 250-400 W) si adatta a una bicicletta elettrica standard per pendolari.
• A Controllore a 15 tubi da 60 V (40 A, 2000 W) è adatto agli scooter da carico o da consegna per impieghi gravosi.
• A Controllore a 24 tubi da 84 V (fino a 5000 W) è ideale per le moto ad alte prestazioni.

Serie Gold a tre modalità: Flessibilità intelligente in un unico controllore

JRAHK Controllori sinusoidali FOC a tre modalità della serie Gold rappresentano un progetto di nuova generazione per le unità elettriche ad alta efficienza.

Ogni modello combina tre modalità di funzionamento in un unico alloggiamento:

1. Modalità FOC a onda sinusoidale: Funzionamento fluido, efficiente e silenzioso.
2. Modalità a onda quadra: Semplice e potente per gli avviamenti con coppia pesante.
3. Modalità di autoapprendimento: Regola automaticamente i parametri per adattarli alle varie caratteristiche del motore.

Con modelli che vanno da 6 tubi (250 W) a 24 tubi (5000 W), e tensioni fino a 84 V, Questa serie offre una soluzione scalabile per tutte le esigenze, dalle biciclette compatte alle motociclette elettriche.

I loro alloggiamenti in alluminio anodizzato oro sono sia leggero e resistente al calore, assicurando un funzionamento stabile in condizioni di carico elevato e continuo.

Controllori a onda quadra blu a doppia modalità: Durevole e adattabile

Per i clienti che necessitano di un equilibrio tra semplicità e potenza, i sistemi JRAHK Serie a onda quadra blu a doppio modo offre prestazioni affidabili con compatibilità con il doppio controllo.

Supportano sia motori BLDC con sensore che motori BLDC senza sensore, con correnti nominali fino a 60 A e potenze fino a 5000 W.

La variante a 24 tubi, ad esempio, fornisce un azionamento ad alta corrente per scooter e moto di grandi dimensioni, mantenendo una forte accelerazione e una coppia in uscita, pur rimanendo efficiente dal punto di vista dei costi.

Kit di controllori con display integrato

JRAHK fornisce anche un servizio completo di kit controller + display, semplificando l'installazione e la messa a punto.

• Kit controllore a onda quadra: 6-15 Versioni a tubo, comunicazione UART.
• Kit di controllo ad onda sinusoidale: Versioni a 9 e 15 tubi per una maggiore raffinatezza.

I display inclusi forniscono dati in tempo reale come la velocità, il livello della batteria, la modalità di assistenza e i codici di errore, essenziali per una diagnostica accurata e una migliore esperienza di guida.

Questi kit sono ideali per progetti OEM o aggiornamenti aftermarket, dove l'installazione plug-and-play è fondamentale.

Caratteristiche di protezione e sicurezza

I moderni controllori BLDC integrano più livelli di sicurezza per garantire un funzionamento affidabile:

• Protezione da sovratensione e sottotensione
• Limitazione di sovracorrente e protezione da cortocircuito
• Monitoraggio della sovratemperatura
• Rilevamento della perdita di fase
• Protezione dall'inversione di polarità

Queste caratteristiche proteggono sia il controllore che il motore, prolungando la durata del sistema e prevenendo danni costosi.

Applicazioni tipiche

I controllori BLDC sono ampiamente utilizzati in:

• E-Bikes e Cargo Bikes - Controllo motore fluido ed efficiente per il pendolarismo e la logistica.
• Scooter e motocicli elettrici - Accelerazione ad alta coppia e frenata rigenerativa.
• Apparecchiature industriali - Sistemi di trasporto, AGV, bracci robotici.
• Flotte a mobilità condivisa - Unità di controllo affidabili e di lunga durata con connettività intelligente.

I controllori JRAHK sono progettati specificamente per mobilità personale, trasporto condiviso, e unità industriale applicazioni, garantendo durata e precisione in tutte le condizioni operative.

Sommario: Perché scegliere i controllori BLDC di JRAHK

Sia che abbiate bisogno di un controller compatto per una e-bike urbana o di un sistema robusto per una moto elettrica pesante, JRAHK offre una soluzione completa che bilancia prestazioni, affidabilità ed efficienza economica.

Conclusionen

A Controllore del motore BLDC è molto più di un semplice convertitore di potenza: è il collegamento intelligente che unisce la batteria, il motore e l'esperienza di guida.

Grazie a decenni di ricerca e sviluppo e di produzione di precisione, JRAHK fornisce controllori di alta qualità che consentono un funzionamento stabile, efficiente e intelligente dei motori in una vasta gamma di applicazioni.

Dalla fluidità dell'onda sinusoidale all'accelerazione dell'onda quadra ad alta coppia, dalle biciclette elettriche da città a 36 V alle motociclette ad alte prestazioni a 84 V, la linea di controller BLDC di JRAHK è progettata per far progredire il mondo con potenza e controllo.