AO465

OTTOBRE 2025 AUTOMAZIONE OGGI 465 | 83 Motion control zione con diversi microcontrollori e ambienti di sviluppo. Il supporto a diversi schemi di controllo, tra cui il controllo trapezoidale, sinusoidale e orientato al campo (FOC), con- sente ai team di testare le prestazioni in tutte le modalità operative e di raggiungere i risul- tati a livello di sistema in termini di rumore, uniformità o risposta alla coppia. La funzione di rilevamento della corrente e i meccanismi di protezione integrati sono essenziali per ottenere un funzionamento sicuro e una ri- sposta in tempo reale. Queste funzionalità consentono agli ingegneri di valutare il com- portamento dello stadio di alimentazione sotto carico e di diagnosticare rapidamente i guasti. I LED diagnostici, il rilevamento della corrente di fase in linea e il monitoraggio della corrente VBus sono tutti utili per il rile- vamento precoce dei guasti e per la verifica delle ipotesi di progetto. Il firmware open source e l’accesso ai file di progettazione semplificano la personaliz- zazione della piattaforma o l’adattamento a casi d’uso più avanzati. Gli sviluppatori possono sperimentare nuovi algoritmi, mo- dificare le impostazioni hardware o simulare condizioni d’uso specifiche con minori limita- zioni. Se abbinata a tool di simulazione come LTspice, la piattaforma diventa un ponte tra la modellazione e la validazione fisica. Infine, una struttura modulare offre un van- taggio fondamentale. La separazione dello stadio dell’inverter dalla logica di controllo semplifica gli aggiornamenti, la sostituzione dei componenti e la personalizzazione. Tale separazione garantisce la possibilità di adat- tare una piattaforma a diversi progetti senza richiedere ampie rielaborazioni. Un esempio di piattaforma Un esempio di piattaforma di sviluppo che supporta questo approccio flessibile è a Ne- vb-MTR1-KIT1, introdotta da Nexperia e da Würth Elektronik. Progettata per sistemi di motori a bassa e media tensione, essa sup- porta un’ampia gamma di applicazioni che operano tra 12 V e 48 V e può gestire una potenza di uscita fino a 1 kilowatt. La piat- taforma presenta una struttura modulare a due schede con un inverter trifase dedicato e una scheda microcontrollore (figura 1). Essa supporta motori sincroni c.c. con spazzole, motori c.c. senza spazzole (Bldc) e motori sincroni a magneti permanenti (Pmsm). Il kit di valutazione è progettato per suppor- tare schemi di controllo sia con sensori che sensorless, offrendo agli ingegneri flessibilità in fase di sviluppo. Il firmware è fornito per il controllo sensoriale mediante sensori ad effetto Hall, encoder incrementali ed enco- der assoluti. Per la valutazione senza sensori, l’hardware include circuiti di rilevamento della forza controelettromotrice (back-EMF), che semplificano il processo eliminando la necessità di filtri esterni o di comparatori basati su microcontrollore. Questa scelta progettuale riduce la complessità della con- figurazione e semplifica l’esplorazione di strategie di controllo sensorless, attraverso l’utilizzo di un firmware personalizzato. Il kit si integra con i microcontrollori Arduino Le- onardo R3 e Nucleo e si collega facilmente a sistemi esterni tramite interfacce di comu- nicazione standard. Lo stadio di potenza in- clude Mosfet Lfpak56 efficienti e gate driver integrati. Il rilevamento di corrente integrato sul lato alto e in linea fornisce una risposta in tempo reale per il controllo della coppia e della velocità. Le funzionalità di protezione come il blocco da sovracorrente e da sotto- tensione riducono il rischio di sviluppo in fase di valutazione. Un convertitore c.c.-c.c. inte- grato fornisce risorse di logica e di controllo, consentendo all’intero sistema di funzionare da un’unica sorgente in ingresso (figura 2). Oltre all’hardware, il kit include modelli di si- mulazione LTspice, schemi completi, una di- stinta base e i file di layout. Il firmware open source è fornito con una licenza di tipo MIT, che consente la personalizzazione e l’adat- tamento completo per casi d’uso specifici o per nuove esigenze di sviluppo. Questo tipo di piattaforma è particolarmente utile per gli ingegneri che sviluppano prodotti nei settori della mobilità elettrica, della robotica, degli elettrodomestici o dei sistemi industriali. Esso offre un equilibrio tra rapidità di instal- lazione, flessibilità tecnica e analisi appro- fondita del sistema, e aiuta i team a passare rapidamente dall’idea al progetto validato. Un approfondimento sul controllo orientato al campo Tra le varie strategie di controllo suppor- tate, il controllo orientato al campo (FOC) è diventato sempre più importante nelle moderne applicazioni di azionamento dei motori. Il FOC consente un funzionamento del motore più fluido, preciso ed efficiente, in particolare a velocità variabili o in condi- zioni di carico dinamico. Questo schema è particolarmente utile in applicazioni ad alte prestazioni come la robotica, la mobilità elet- trica e l’automazione industriale. Il FOC fun- ziona trasformando le correnti trifase dello statore in un sistema di riferimento rotante. Questa trasformazione matematica separa i componenti della corrente che producono coppia e quelli che producono flusso, con- sentendo di controllare indipendentemente ciascuno di essi. Di conseguenza, il motore si comporta più come un motore c.c. con spaz- zole in termini di linearità della coppia e di ri- Fig.1 - Struttura modulare a due schede Nevb-MTR1-KIT1