Die Steuerung von 3-Phasen-BLDC-Motoren beinhaltet das koordinierte Schalten von drei Sätzen von Statorwicklungen, um ein rotierendes Magnetfeld zu erzeugen, das mit den Permanentmagneten des Rotors interagiert. Der gesamte Prozess wird von einem BLDC-Motortreiber oder -Controller gesteuert, der die Kommutierung, die Drehzahlregelung und die Drehmomentausgabe verwaltet.

Die Grundlage der 3-Phasen-BLDC-Motorsteuerung ist die Kommutierungssequenz. Die meisten BLDC-Motoren verwenden eine Sechs-Schritt- (120-Grad-) Kommutierung. In jedem elektrischen Zyklus erregt der Controller zwei Phasen, während die dritte Phase schwebend bleibt. Dies erzeugt ein rotierendes elektromagnetisches Feld, das den Rotor nach vorne zieht. Eine korrekte Kommutierung hängt von der präzisen Erfassung der Rotorposition ab, was üblicherweise mit Hallsensoren erreicht wird.

PWM (Pulsweitenmodulation) spielt eine Schlüsselrolle bei der Drehzahlregelung. Durch Anpassen des Tastverhältnisses, das auf die aktiven Phasen angewendet wird, variiert der Controller die durchschnittliche Spannung, die an den Motor geliefert wird, und steuert so die Drehzahl, während eine gute Drehmomentleistung erhalten bleibt. Höhere PWM-Tastverhältnisse erzeugen höhere Drehzahlen, während niedrigere Tastverhältnisse die Drehzahl proportional reduzieren.

Die Strommessung ist ein weiteres wesentliches Element. Sie schützt den Motor vor Überstrom und ermöglicht fortschrittliche Steuerungsstrategien. Viele Controller enthalten Shunt-Widerstände oder Hall-Effekt-Stromsensoren, um den Echtzeit-Stromfluss zu überwachen. Dieses Feedback ermöglicht es dem System, Strombegrenzung, Drehmomentregelung und Soft-Start-Funktionen zu implementieren.

Für die sensorlose Steuerung verlässt sich der Treiber auf die in der schwebenden Phase erzeugte Gegen-EMK. Wenn sich der Rotor bewegt, zeigt der Nulldurchgangspunkt der Gegen-EMK die elektrische Position des Rotors an. Diese Technik eliminiert die Notwendigkeit von Hallsensoren und ist ideal für kostenempfindliche Anwendungen, obwohl sie bei sehr niedrigen Drehzahlen weniger effektiv arbeitet.

Einige fortschrittliche Systeme verwenden die feldorientierte Regelung (FOC) oder sinusförmige Steuerung für einen ruhigeren Betrieb, geringere Geräuschentwicklung und einen höheren Wirkungsgrad. Obwohl die FOC traditionell mit PMSM-Motoren in Verbindung gebracht wird, wird sie zunehmend in High-End-BLDC-Motorcontrollern eingesetzt.

Zu den Anwendungen der 3-Phasen-BLDC-Motorsteuerung gehören Industrieantriebe, Robotik, Elektroroller, Drohnen, Pumpen und Klimakompressoren. Angesichts der globalen Verlagerung hin zu energieeffizienten Technologien ist die Beherrschung der Grundlagen der BLDC-Steuerung für Ingenieure, die moderne Bewegungssysteme entwickeln, von entscheidender Bedeutung.