Recentemente finalizei a revisão de projeto de um driver bipolar de minha autoria, dois elementos que tomaram um bom tempo foi a recirculação de corrente e detecção de STALL. Durante este estudo alguns fatos intrigantes vieram a tona e que de certa forma colocaram em questão a melhor eficiência de torque da topologia bipolar.
De fato um motor ligado em um topologia bipolar terá um HOLDING TORQUE , ( SIGNIFICA PARADO ) , maior que este mesmo motor ligado em uma topologia unipolar, mesmo em muito baixas velocidades esta afirmação é verdadeira pelo mero fato que na topologia bipolar teremos um campo eletromagnético maior devido termos mais indutores energizados, porem quando este motor girar em velocidades um pouco mais altas , não muito, a partir de 600 rpm por exemplo, a condição muda drasticamente e este torque a mais começa a se perder.
Vejamos como isto acontece:
A topologia unipolar não necessita de recirculação de corrente, se assemelha a uma fonte chaveada DCDC tipo BOOST ou até uma topologia FLYBACK , a única consideração seria um sistema para neutralizar os picos de alta tensão característicos da topologia, normalmente um SNUBBER ou outro artifício semelhante resolve a questão.
Assim um único limitador de desempenho é o tempo de carregamento dos indutores do motor o qual é regido pela tensão de alimentação e indutância do motor, neste universo então ( TEMPO / TENSAO / INDUTANCIA ) reside o desempenho da topologia unipolar.
Já a topologia bipolar, os fatos são outros, entra em cena a RECIRCULAÇÃO DE CORRENTE, basicamente isto significa que a energia armazenada na bobina do motor, deve ser tratada de forma adequada para ser descarregada.
De forma pratica, existem dois modos de recirculação de corrente , um denominado SLOW DECAY ( descarregamento lento ) e FAST DECAY ( descarregamento rápido ), também em processos mais complexos se utiliza de parte do tempo SLOW DECAY e parte do tempo FAST DECAY, na literatura isto é denominado MIXED DECAY ( descarregamento misto ).
Vejamos agora com é este descarregamento e como ira influenciar no torque:
No modo SLOW DECAY, a energia armazenada é conduzida para o próprio indutor, basicamente fechado o circuito, ou seja fecha um pólo da bobina do motor com o outro pólo, provocando um curto-circuito, assim a energia armazenada ira decair lentamente.
Este modo ocorre ao desligarmos apenas um dos dois transistor ativos, assim a corrente ira recircular no diodo anti-paralelo do transistor em serie.
No modo FAST DECAY, ambos transistores são desligados assim a energia armazenada ira fluir na forma de corrente elétrica pelos diodos anti-paralelo dos transistores inversos para a fonte de alimentação, neste modo, o fluxo da corrente é intensa , descarregando a energia armazenada de forma muito rápida.
O grande problema e no modo FAST DECAY, ele sempre ira ocorrer no desligamento das bobinas do motor e com mais intensidade ainda quando da inversão da polaridade da bobina, quando em movimento isto causara um efeito de frenagem, ou seja resultara em uma força contraria ao movimento, assim esta força de frenagem será subtraída do torque do motor, e quanto maior a velocidade do motor maior será este chaveamento e maior será a força de frenagem.
Tanto em PASSO CHEIO como também em MEIO PASSO aparece um agravante, em PASSO CHEIO a polaridade de uma bobina é invertida a cada passo, assim alem da frenagem ser maior, o tempo de carga da referida bobina é aumentada, pois primeiro ela ira descarregar e depois ira carregar com a nova polaridade, em MEIO PASSO o agravante é que existe um período em que temos duas bobinas ativas , e em um período temos apenas uma , lembrando que o rotor magneto fixo esta em movimento, nesta bobina inativa ira aparecer uma corrente elétrica, que ira circular pelos diodos anti-paralelos dos transistores para a fonte de alimentação, o que ira também resultar em uma força de frenagem do motor, a qual também será subtraída do torque.
Quanto maior a velocidade maior será a corrente/tensão gerada, assim maior será a força frenagem.
Minha conclusão é:
De fato a topologia bipolar proporciona um torque maior PARADO, porem em movimento este ganho se dissipa muito, muito, muito rapidamente.
Espero que minhas considerações sejam de valia e gostaria de saber a opinião de todos, e que corrigissem ou aprimorassem esta minha visão dos fatos observados.
Celio
Tópico: BIPOLAR vs UNIPOLAR mito ou fato (Lida 5678 vezes)