喺無刷電機控制入面,霍爾感測器或者編碼器雖然可以話俾MCU知轉子位置,但係佢哋都有缺點。感測器要錢、要位,而且喺惡劣環境(例如高溫、高濕)下容易壞。咁有冇方法唔使感測器都可以控制到無刷電機呢?答案係有,就係「無感測器控制技術」。
最常用嘅無感測器方法叫做「反電動勢法」。當無刷電機旋轉嗰陣,定子線圈會切割轉子磁場,產生一個同外加電壓方向相反嘅電壓,就叫做反電動勢。當電機轉得夠快嗰陣,呢個反電動勢會夠大,MCU可以透過檢測未通電嗰相線圈嘅電壓過零點,嚟推算出轉子嘅位置,從而進行換相。
不過,呢種方法有個致命弱點,就係喺電機轉速好慢(例如剛啟動)嗰陣,反電動勢幾乎係零,MCU根本測唔到。咁點算呢?工程師會用「開環強拖」嘅方法,即係MCU瞎估個頻率同步驟,強行通電令電機慢慢加速,直到轉得夠快產生足夠嘅反電動勢,再切換到閉環控制。就好似教小朋友學行車,起初要扶住佢,等佢找到平衡點先至放手。
為咗解決低速控制嘅問題,高階嘅無感測器技術會用「高頻信號注入法」。MCU會向電機注入一個聽唔到嘅高頻電壓訊號,然後分析電流對於呢個訊號嘅反應,因為電機嘅電感會隨住轉子位置變化而變化,所以可以推測出位置。呢種技術就算喺停機狀態都可以知道轉子位置,令無感測器電機嘅啟動同低速性能大幅提升。