Controllo Sinusoidale VS Trapezoidale

[gabri87]

Salve a tutti ,
volevo sapere se qualcuno poteva spiegarmi la differenza tra controllo sinusoidale e controllo trapezoidale.
Grazie

[Paolino]

Ti stai riferendo a motori sincroni a magneti permanenti a commutazione elettronica, nome vulgaris "motori brushless"?

Ciao.

Paolo.

[carlomariamanenti]

Ciao gabri87, di seguito una breve descrizione tra i due tipi di controllo trapezioidale e sinusoidale.

Il controllo trapezoidale è storicamente il primo sviluppato ed è ancora largamente usato per la sua semplicità specie per applicazioni dove poco importa se la coppia sviluppata é affetta da ondulazioni. Viene utilizzato in pratica solo per i brushless trapezoidali, la cui struttura elettromagnetica è tale da generare a regime f.c.e.m. di forma idealmente trapezoidale con parte piatta dell'onda pari a 120° o 60° elettrici (a seconda che si tratti di f.e.m. di fase o concatenate).
Tale controllo è si caratterizza per il fatto che l'inverter alimenta quindi solo due fasi per volta del motore con correnti aventi a regime andamenti idealmente rettangolari (di ampiezza regolabile ed estensione pari a 120° elettrici) con valore nullo negli intervalli in cui la corrispondente f.c.e.m. di fase é variabile.
La corrente di ciascuna fase assume quindi i seguenti stati successivi: positiva per un terzo del periodo, nulla per un sesto, negativa per un terzo e nulla per un sesto. La corrente viene controllata attraverso due dei tre terminali con il terzo elettricamente disconnesso dall'alimentazione.

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Un inconveniente degli azionamenti brushless con tecnica di controllo trapezoidale è costituito dalla presenza di ondulazioni di coppia all'asse, specialmente alle basse velocità.
Utilizzando microprocessori più potenti si è sviluppata un'altra tecnica di controllo (sinusoidale) più complessa e costosa di quella trapezoidale ma che comporta minore ondulazione di coppia e quindi una rotazione molto dolce alle basse velocità, migliore rendimento e maggiore risoluzione nei controlli di posizione.
Nella tecnica sinusoidale l'inverter, generalmente di tipo PWM sinusoidale a tensione impressa, alimenta contemporaneamente tutte e tre le fasi del motore imponendo a regime, con l'ausilio di tre anelli di corrente, una terna equilibrata di correnti, ad andamento sinusoidale, le cui fasi sono rigidamente vincolate alla posizione del rotore e pertanto il vettore rappresentativo del relativo campo magnetico rotante statorico risulta di ampiezza costante e sempre in quadratura rispetto a quello rotorico.
L'inverter quindi, oltre a regolare l'ampiezza e la frequenza delle correnti come nella tecnica di controllo trapezoidale ha il compito aggiuntivo di realizzare forme d'onda sinusoidali.
L'azionamento richiede quindi due sensori di corrente (la corrente nella terza fase è uguale all'inverso della loro somma) e un sensore di posizione ad alta risoluzione (resolver o encoder assoluto), in quanto per effettuare con continuità la funzione di autosincronizzazione è necessaria una accurata misura della posizione.

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

[Paolino]

(la corrente nella terza fase è uguale all'inverso della loro somma)

carlomariamanenti, solo una osservazione: la corrente nella terza fase è uguale all'opposto (e non all'inverso) della loro somma.

Ciao.

Paolo.

[carlomariamanenti]

Hai ragione Paolino

[Paolino]

...e un sensore di posizione ad alta risoluzione (resolver o encoder assoluto)...

carlomariamanenti, non si posso usare anche gli encoder incrementali (ottici, di solito)? Costano anche molto meno degli assoluti! Per applicazioni ad alta velocità (motomandrini, ad esempio, per macchine utensili) si usa la ruota fonica, che è sostanzialmente un encoder magnetico incrementale.

Ciao.

Paolo.

[carlomariamanenti]

Ciao Paolino, il tipo di encoder dipende dall'applicazione.

Pensa che addirittura in alcuni casi, dove il motore è accoppiato con una meccanica "irreversibile" e dove viene richiesta una posizione assoluta, vedo spesso utilizzare dei semplici resolver dove la quota attuale viene memorizzata in modo permanente e riutilizzata nella procedura di index successivo allo spegnimento per ottenere in questo modo la stessa funzione che si avrebbe con un encoder assoluto; tutto dipende dalla flessibilità di programmazione del drive. In quanto poi alla risoluzione, anche qui dipende molto dall'elettronica del drive.

[Paolino]

Ciao Paolino, il tipo di encoder dipende dall'applicazione.
.

Chiaro. Intendevo dire che non necessariamente si devono usare sensori assoluti di posizione. Tutto qui.

Grazie.

Paolo.

[gabri87]

Grazie a tutti per la collaborazione, la risposta mi è stata di grande aiuto.