O que é um controlador de motor BLDC e como funciona?

Introdução: Porque é que o controlador é o “cérebro” de todas as unidades eléctricas

No coração de cada veículo elétrico de duas rodas não está apenas o motor, mas também o controlador - a unidade inteligente que determina a eficiência, suavidade e segurança do funcionamento do motor. No caso do Motores BLDC (Brushless DC), O controlador desempenha um papel ainda mais crítico porque, ao contrário dos motores com escovas, os motores BLDC não têm comutadores mecânicos.

Em vez disso, o controlador comuta eletronicamente os enrolamentos do motor no momento certo, transformando a energia da bateria CC em movimento de rotação preciso. Quer se trate de uma bicicleta eléctrica, de uma scooter ou de um motociclo, a escolha do controlador certo pode fazer a diferença entre uma aceleração suave e um desempenho irregular ou ineficiente.

A gama de produtos JRAHK Controladores FOC de onda sinusoidal, Controladores de onda quadrada de modo duplo, e Kits de visualização integrados são concebidos para responder a diversas necessidades de aplicação, combinando uma potência robusta com algoritmos de controlo inteligentes.

Compreender os princípios básicos de um controlador de motor BLDC

A Controlador de motor DC sem escovas regula a forma como a energia da bateria flui para o motor. Ajusta tensão, atual, e calendarização com base na posição do rotor para gerar uma rotação suave e o binário desejado.

Em termos simples, desempenha três tarefas fundamentais:

1. Controlo de comutação - Comuta eletronicamente a corrente entre as fases do motor para produzir uma rotação contínua.
2. Regulação da velocidade e do binário - Controla a velocidade e a força com que o motor roda, variando a corrente e a tensão.
3. Proteção e comunicação - Protege contra sobreintensidades, sobreaquecimento ou baixa tensão, enquanto troca dados com o ecrã ou a unidade de controlo do veículo.

Sem o controlador, um motor BLDC não pode funcionar corretamente porque precisa destes sinais eléctricos cronometrados com precisão para continuar a girar.

Componentes principais de um controlador BLDC

Um controlador BLDC típico da JRAHK inclui:

• Fase de potência MOSFET: Os principais elementos de comutação de corrente. Por exemplo, o nosso 9 tubos a 24 tubos Os controladores utilizam múltiplos MOSFETs paralelos para lidar com diferentes níveis de corrente (de 18A a 80A).
• Microcontrolador (MCU): O cérebro lógico que gere as sequências de comutação, lê as entradas dos sensores e aplica algoritmos de controlo como o FOC (Field-Oriented Control).
• ICs de acionamento: Amplificam os sinais da MCU para acionar os MOSFETs com precisão.
• Sensores de corrente e de tensão: Para feedback em circuito fechado para manter a estabilidade e proteger o sistema.
• Interface de comunicação: Muitos dos nossos kits suportam UART permitindo um fácil intercâmbio de dados com ecrãs externos.
• Circuitos de proteção: Contra sobretensão, polaridade inversa ou curto-circuitos.

Tipos de controlo: Onda Quadrada vs. Onda Sinusoidal vs. FOC

Diferentes métodos de controlo proporcionam diferentes experiências de condução. O JRAHK oferece ambos onda quadrada e onda sinusoidal FOC opções para satisfazer as diferentes necessidades dos utilizadores.

1 Controlo de onda quadrada

• Gera uma forma de onda de corrente trapezoidal.
• Mais fácil e mais barato de implementar.
• Oferece um binário forte, mas mais ruído e menos suavidade.
• Ideal para scooters básicas ou bicicletas eléctricas de entrada de gama.

Exemplo: Kits de controlador de onda quadrada JRAHK (modelos de 6-15 tubos, 250W-2000W).

Estas unidades fornecem energia fiável para sistemas de bicicletas eléctricas de pequena a média dimensão, com interface UART e integração de ecrã opcional.

2 Controlo de onda sinusoidal

• Produz uma forma de onda de corrente sinusoidal que corresponde ao ângulo de rotação do motor.
• Funcionamento mais suave e silencioso com maior eficiência.
• Reduz as vibrações e o desgaste mecânico.

Exemplo: Kits de controladores senoidais BLDC (9 tubos, 15 tubos, 400W-2000W),

Concebido para os utilizadores que exigem um desempenho refinado e um ruído mínimo.

3 Controlo orientado para o terreno (FOC)

• O algoritmo mais avançado utilizado em sistemas de elevado desempenho.
• Transforma as correntes de fase do motor num quadro de referência rotativo (eixo d-q) e controla o binário e o fluxo de forma independente.
• Isto permite uma saída de binário precisa, uma maior eficiência energética e um desempenho ótimo em todas as condições de carga.

Exemplo: Controladores FOC sinusoidais de três modos da série Gold da JRAHK (modelos de 6 a 24 tubos, até 5000W).

Estes controladores integram acionamento por onda sinusoidal, algoritmo FOC e funcionamento em modo duplo - permitindo uma utilização flexível com motores com sensor Hall e sem sensor.

Sensor Hall vs. Controlo sem sensor

Um controlador BLDC determina a posição do rotor para cronometrar corretamente a comutação. Isto pode ser feito de duas formas:

• Com sensores Hall: O motor fornece sinais de posição através de sensores incorporados no seu interior. O controlador lê-os para sincronizar a comutação.
  • Vantagens: Arranque suave, melhor controlo a baixa velocidade.
  • Desvantagens: Custo ligeiramente superior e mais cablagem.
• Sem sensor (Deteção de EMF posterior): O controlador estima a posição do rotor a partir do feedback de tensão gerado pelo próprio motor.
  • Vantagens: Cablagem mais simples, mais fiável em ambientes agressivos.
  • Desvantagens: Ligeiro atraso no arranque e menor precisão a muito baixa velocidade.

A maioria dos controladores JRAHK suporta modo duplo detectando automaticamente se um sensor Hall está ligado - assegurando a compatibilidade com uma vasta gama de motores.

Compreender as especificações do controlador

Ao escolher um controlador, verá parâmetros como Tensão, Atual, Potência, e Contagem de tubos MOS. Eis o que significam:

Por exemplo:

• A Controlador de 6 tubos de 36 V (18 A, 250-400 W) adapta-se a uma bicicleta eléctrica normal.
• A Controlador de 15 tubos de 60 V (40 A, 2000 W) adequa-se a scooters de carga pesada ou de entrega.
• A Controlador de 24 tubos de 84 V (até 5000 W) é ideal para motociclos de alto desempenho.

Série Gold de três modos: Flexibilidade inteligente num único controlador

JRAHK's Controladores FOC sinusoidais de três modos da série Gold representam uma conceção de próxima geração para accionamentos eléctricos de elevada eficiência.

Cada modelo combina três modos de funcionamento numa única caixa:

1. Modo FOC de onda sinusoidal: Funcionamento suave, eficiente e silencioso.
2. Modo de onda quadrada: Simples e potente para arranques com binário elevado.
3. Modo de auto-aprendizagem: Ajusta automaticamente os parâmetros para corresponder a várias caraterísticas do motor.

Com modelos que vão desde 6 tubos (250 W) para 24 tubos (5000 W), e tensões até 84 V, Esta série oferece uma solução escalável para tudo, desde bicicletas compactas a motociclos eléctricos.

As suas caixas de alumínio anodizado dourado são leve e resistente ao calor, garantindo um funcionamento estável em condições de carga elevada contínua.

Controladores de onda quadrada azuis de modo duplo: Durável e adaptável

Para os clientes que exigem um equilíbrio entre simplicidade e potência, o Série de onda quadrada azul de modo duplo oferece um desempenho fiável com compatibilidade de controlo duplo.

Suportam motores BLDC com e sem sensor, com correntes nominais até 60 A e potências até 5000 W.

A variante de 24 tubos, por exemplo, fornece um acionamento de alta corrente para scooters e motociclos de maiores dimensões, mantendo uma forte aceleração e saída de binário, ao mesmo tempo que se mantém eficiente em termos de custos.

Kits de controladores com ecrãs integrados

A JRAHK também fornece kits controlador + ecrã, simplificando a instalação e a afinação.

• Kit de controlo de onda quadrada: 6-15 Versões de tubo, comunicação UART.
• Kit de controlo de onda sinusoidal: Versões de 9 e 15 tubos para um maior refinamento.

Os ecrãs incluídos fornecem dados em tempo real, como a velocidade, o nível da bateria, o modo de assistência e os códigos de avaria - essenciais para um diagnóstico preciso e uma melhor experiência de condução.

Estes kits são ideais para projectos OEM ou actualizações pós-venda, em que a instalação plug-and-play é fundamental.

Caraterísticas de proteção e segurança

Os controladores BLDC modernos integram várias camadas de segurança para garantir um funcionamento fiável:

• Proteção contra sobretensão e subtensão
• Limitação de sobrecorrente e proteção contra curto-circuito
• Monitorização da sobretemperatura
• Deteção de perda de fase
• Proteção contra polaridade inversa

Estas caraterísticas protegem tanto o controlador como o motor, prolongando a vida útil do sistema e evitando danos dispendiosos.

Aplicações típicas

Os controladores BLDC são amplamente utilizados em:

• E-Bikes e bicicletas de carga - Controlo suave e eficiente do motor para deslocações e logística.
• Scooters e motociclos eléctricos - Aceleração de binário elevado e travagem regenerativa.
• Equipamento industrial - Sistemas de transporte, AGVs, braços robóticos.
• Frotas de mobilidade partilhada - Unidades de controlo fiáveis e de longa duração com conetividade inteligente.

Os controladores JRAHK são especificamente concebidos para mobilidade pessoal, transporte partilhado, e unidade industrial garantindo durabilidade e precisão em todas as condições de funcionamento.

Resumo: Porquê escolher os controladores BLDC da JRAHK

Quer necessite de um controlador compacto para uma bicicleta eléctrica urbana ou de um sistema robusto para um motociclo elétrico pesado, A JRAHK fornece uma solução completa que equilibra desempenho, fiabilidade e eficiência de custos.

Conclusãon

A Controlador de motor BLDC é muito mais do que um simples conversor de energia - é o elo inteligente que liga a bateria, o motor e a experiência de condução.

Através de décadas de I&D e fabrico de precisão, JRAHK fornece controladores de alta qualidade que permitem um funcionamento estável, eficiente e inteligente do motor numa vasta gama de aplicações.

Desde a suavidade da onda sinusoidal até à aceleração de onda quadrada de binário elevado, desde as bicicletas eléctricas urbanas de 36 V até aos motociclos de desempenho de 84 V - a linha de controladores BLDC da JRAHK foi concebida para fazer avançar o mundo com potência e controlo.