Come funzionano i motori senza sensori?

I motori elettrici spesso usano sensori per misurare velocità e flusso magnetico. I motori senza sensori provano a fare a meno di questi strumenti. Un metodo comune si chiama modello di tensione (VM). È semplice e non dipende dalla velocità, ma errori di misurazione possono creare offset DC nel BEMF, rendendo imprecise le stime di flusso e velocità. I ricercatori hanno creato un nuovo osservatore di flusso di secondo ordine con coefficienti complessi (SCFO). Questo osservatore elimina gli offset DC senza ritardare la fase o ridurre l'ampiezza, mantenendo le prestazioni dinamiche eccellenti. Inoltre, hanno migliorato la legge adattativa della resistenza dello statore usando un sistema di riferimento rotante. Questo rende l'osservatore più robusto quando la resistenza cambia. Gli esperimenti su una piattaforma da 1,5 kW hanno confermato che il nuovo sistema sensorless funziona bene, offrendo stime precise di flusso e velocità in diverse condizioni operative.

L'osservatore di flusso proposto opera nel dominio della frequenza complessa, trattando il sistema come un modello a due ordini. I coefficienti complessi permettono di modellare sia l'ampiezza che la fase della forza elettromotrice indotta (BEMF) senza l'accumulo di offset DC, tipico dei modelli basati su integratori. La legge adattativa per la resistenza dello statore sfrutta la trasformazione in quadratura rotante (α‑β‑0) per stimare la resistenza in tempo reale, correggendo gli errori dovuti a variazioni di temperatura e carico. Sperimentalmente, il motore da 1,5 kW ha mostrato una precisione di stima della velocità inferiore all'1 % e una stabilità del flusso magnetico superiore al 98 % durante transitori dinamici rapidi, confermando l'efficacia del controllo sensorless in applicazioni industriali critiche.