ITVA20070064A1 - Closed-loop startup per motori brushless sensorless - Google Patents

Description

"CLOSED-LOOP STARTUP PER MOTORI BRUSHLESS SENSORLESS"

CAMPO DI APPLICAZIONE

La presente invenzione concerne le tecniche di avviamento (startup) di motori brushless privi di sensori della posizione angolare del rotore, largamente impiegati tra l'altro come motori di rotazione (spindle) in apparecchi Hard Disk, CD, DVD e simili.

DISCUSSIONE DELLA TECNICA NOTA

Questo tipo di motori sono generalmente costituiti da uno statore composto da tre avvolgimenti connessi a stella e da un rotore a magnete permanente. Tramite opportune sequenze di eccitazione sugli avvolgimenti di statore viene generato un campo magnetico rotante che genera delle forze di attrazione-repulsione sul magnete permanente che costituisce il rotore. Questo tipo di macchina elettrica, essendo di tipo sincrono, per poter funzionare correttamente necessita di un campo magnetico rotante di statore avente una ben determinata relazione di fase rispetto al campo magnetico di rotore. Per poter garantire questa condizione è quindi necessario conoscere, istante per istante, la posizione di rotore in modo da poter eccitare gli avvolgimenti di statore in maniera opportuna. In questo tipo di motori è solitamente impiegata la forza controelettromotrice (in seguito BEMF) indotta sugli avvolgimenti come riferimento di posizione del rotore la cui ampiezza è però funzione della velocità del rotore stesso (BEMF=Ke*speed) e quindi non rilevabile a velocità molto basse. Per ovviare a questo problema è necessario portare il rotore ad una certa velocità angolare tale da generare una BEMF rilevabile in modo affidabile; I metodi utilizzati a questo scopo vengono genericamente identificati con il termine “startup”. Superata una soglia minima di velocità ottenuta tramite la procedura di startup la sequenza di eccitazione delle fasi viene sincronizzata con la tensione indotta (BEMF) opportunamente rilevata. In queste condizioni l’eccitazione delle fasi viene quindi applicata in loop chiuso sul segnale di BEMF; questa condizione verrà in seguito identificata con il termine “BEMF-closed-loop”.

Esistono numerose tecniche di startup, alcune eseguite completamente in open loop mentre altre chiuse su un segnale di feedback (closed-loop startup). Nelle startup a loop chiuso il segnale di feedback è, di fatto, la posizione del rotore ottenuta per mezzo di misurazioni indirette (senza sensori).

Uno dei metodi comunemente utilizzati per la rilevazione posizione del rotore a velocità molto basse (o fermo) si basa sull’analisi della corrente negli avvolgimenti a seguito di un impulso di tensione applicato sugli avvolgimenti stessi (noto come Inductive Sense). Il principio si basa sul fenomeno della saturazione del circuito magnetico e della conseguente modifica del valore di induttanza della fase del motore stesso. Dall’analisi della risposta in corrente a seguito di un gradino di tensione si può quindi determinare, in modo univoco, la posizione del rotore. Una volta nota l’informazione di posizione del rotore vengono eccitate le fasi di statore in modo opportuno in modo da muovere il rotore e portarlo ad una velocità tale da rendere rilevabile la forza controelettromotrice (BEMF). Una volta raggiunta una velocità tale da rendere rilevabile in modo sicuro ed affidabile la tensione BEMF si passa alla lettura del segnale BEMF stesso per determinare la posizione del rotore; questa modalità di funzionamento, che chiameremo BEMF-closed-loop, viene utilizzata in condizioni di regime.

Questi metodi, essendo basati sull’analisi della corrente, necessitano di una misurazione diretta o indiretta della corrente circolante negli avvolgimenti e quindi necessitano di un circuito di sensing abbastanza preciso. Tipicamente come elemento di sensing viene utilizzata una resistenza esterna che però rappresenta un costo aggiuntivo per l applicazione. Altri metodi usano elementi di sensing integrati assieme allo stadio di potenza (sense-FET) ma la precisione di rilevazione (matching tra sense-FET diversi) è spesso inadeguata. Un altro metodo basato sulla saturazione del circuito magnetico che però non richiede la misurazione diretta della corrente è stata presentata dalla stessa richiedente (US2003173972); questo metodo sfrutta la misura del tempo di ricircolo della corrente di fase per determinate univocamente la posizione del rotore.

I limiti di questi sistemi stanno nella maggior complessità (necessitano di un timer per la misurazione dei tempi di risposta) e nella necessità di customizzazione (i.e. tempi di eccitazione delle fasi) in base alle caratteristiche della specifica applicazione. Un altro limite dei metodi di arte nota basati sulla saturazione del circuito magnetico consiste nel tempo necessario alla misurazione: essendo basati sul fenomeno della saturazione del circuito magnetico ad opera delle correnti di statore è necessario forzare correnti di statore relativamente elevate che si traducono in tempi di eccitazione relativamente lunghi e quindi latenze nella rilevazione della posizione tipicamente di centinaia di microsecondi. Questa latenza si traduce in errore di fase (quando il rotore è già in movimento) e in un limite sulla massima velocità di uscita dalla procedura di startup. In questi casi è quindi necessario calcolare opportunamente la velocità in cui commutare dalla modalità startup alla modalità BEMF-closed-loop.

Un altro limite dei metodi di arte nota basati sulla saturazione del circuito magnetico è la sensibilità allo sbilanciamento delle fasi del motore in quanto la stima di posizione avviene confrontando i risultati di misure applicate alle varie fasi di statore. Essendo questo un confronto diretto tra fasi diverse appare ovvio come il risultato dipenda dalla simmetria delle fasi del motore stesso.

Un approccio alternativo si basa sulla misurazione della mutua induttanza mediante misurazione della tensione indotta per effetto trasformatore ottenuta elaborando il segnale prelevato dalla fase del motore non energizzata (alta impedenza) quando le altre due fasi del motore sono attraversate da corrente. Uno di questi metodi è descritto nel brevetto US 6 555 977 secondo il quale la stima della posizione del rotore avviene attraverso l’eliminazione delle componenti indesiderate della tensione indotta sovrapposte al segnale di mutua induttanza tramite opportuni filtraggi. Questo metodo richiede un circuito dedicato (stadio di filtraggio) che incrementa complessità e costo finale dell’ applicazione.

SCOPO E SOMMARIO DELL'INVENZIONE

Queste difficoltà ed inefficienze sono superate dall'invenzione di un nuovo metodo che risolve il problema rappresentato dalle componenti indesiderate (rumore) sovrapposte al segnale indotto utile in un modo straordinariamente economico ed efficiente rispetto alle soluzioni di arte nota.

Nel proseguo della descrizione dell’invenzione si dimostrerà come sia sufficiente utilizzare un semplice circuito a campionamento, sincronizzato in modo opportuno, per ottenere un segnale idoneo ad essere utilizzato nella procedura di startup proposta. La soluzione trovata non solo non richiede l’eliminazione di componenti indesiderate (i.e. BEMF) nel segnale comparato ma dimostra come la loro presenza possa dare dei vantaggi come, per esempio, la facilità di commutazione dalla modalità “startup” alla modalità “BEMF-closed-loop” semplificando quindi ulteriormente la procedura di startup stessa.

Il metodo dell'invenzione essendo basato sul principio di funzionamento del trasformatore è applicabile a qualsiasi motore brushless DC sensorless polifase con avvolgimenti connessi a stella oppure a poligono. Prendendo come esempio un motore trifase con avvolgimento connesso a stella è facilmente dimostrabile come una corrente volutamente variabile (per esempio controllata da uno stadio a commutazione con un duty-cycle < 100%) iniettata tra due fasi è in grado di generare sulla terza fase posta in alta impedenza una tensione indotta che è funzione della posizione del rotore.

La tensione indotta non permette però di identificare in modo univoco la posizione del rotore: l’informazione infatti si ripete ogni 180 gradi elettrici e non ogni 360 gradi elettrici come nei sistemi di arte nota che sfruttano il fenomeno della saturazione del circuito magnetico per la rilevazione della posizione del rotore. Comunque questa particolarità non pregiudica la capacità della procedura di portare il rotore in rotazione nella giusta direzione ma può, nel caso peggiore, generare un'iniziale back-rotation di 90 gradi elettrici. Questa eventualità di solito non pregiudica l’affidabilità della meccanica in quanto avviene a velocità molto ridotta. Nel caso in cui invece l applicazione richiedesse la totale assenza di back-rotation, allora il metodo della presente invenzione andrebbe preceduto da una procedura di identificazione della posizione del rotore da eseguirsi una sola volta a rotore fermo in modo da iniziare la procedura proposta nel modo appropriato.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

La Figura la mostra lo schema di motore brushless sensorless trifase con eccitazione delle fasi U e V e relativo campo magnetico risultante Btot;

La Figura lb mostra il campo magnetico Btot ottenuto come somma vettoriale di B-U e B-V!

La Figura le mostra Γ andamento variabile della corrente nella fase U e V.

La Figura 2 è un esempio di diversa intensità di campo magnetico tra la fase U e la fase V dovuta alla non uniformità nello spazio della permeabilità magnetica e relativo campo magnetico totale risultante.

Le Figure 3a, 3b, 3c, 3d mostrano quattro posizioni del rotore in cui la permeabilità magnetica μ vista dalla fase U e dalla fase V è uguale.

La Figura 4 è la misura di tensione indotta sulla fase non attraversata da corrente con il rotore sfasato di 0 gradi elettrici rispetto alla direzione del campo magnetico totale (eseguendo la fase di OFF tramite l’accensione della diagonale opposta rispetto alla diagonale utilizzata durante la fase di ON).

La Figura 5 è la misura di tensione indotta sulla fase non attraversata da corrente con il rotore sfasato di 30 gradi elettrici rispetto alla direzione del campo magnetico totale (eseguendo la fase di OFF tramite l’accensione della diagonale opposta rispetto alla diagonale utilizzata durante la fase di ON).

La Figura 6 è la misura di tensione indotta sulla fase non attraversata da corrente con il rotore sfasato di 60 gradi elettrici rispetto alla direzione del campo magnetico totale (eseguendo la fase di OFF tramite l’accensione della diagonale opposta rispetto alla diagonale utilizzata durante la fase di ON).

La Figura 7 è la misura di tensione indotta sulla fase non attraversata da corrente con il rotore sfasato di 90 gradi elettrici rispetto alla direzione del campo magnetico totale (eseguendo la fase di OFF tramite l’accensione della diagonale opposta rispetto alla diagonale utilizzata durante la fase di ON).

La Figura 8 è la misura di tensione indotta sulla fase non attraversata da corrente con il rotore sfasato di 120 gradi elettrici rispetto alla direzione del campo magnetico totale (eseguendo la fase di OFF tramite l’accensione della diagonale opposta rispetto alla diagonale utilizzata durante la fase di ON).

La Figura 9 è la misura di tensione indotta sulla fase non attraversata da corrente con il rotore sfasato di 150 gradi elettrici rispetto alla direzione del campo magnetico totale (eseguendo la fase di OFF tramite l’accensione della diagonale opposta rispetto alla diagonale utilizzata durante la fase di ON).

La Figura 10 è la misura di tensione indotta sulla fase non attraversata da corrente con il rotore sfasato di 180 gradi elettrici rispetto alla direzione del campo magnetico totale (eseguendo la fase di OFF tramite l’accensione della diagonale opposta rispetto alla diagonale utilizzata durante la fase di ON).

La Figura Ila mostra la polarità delle tensioni indotte sulla fase non energizzata utilizzando il campionamento della tensione indotta “E” durante il TOFF (E toff) nelle 6 diverse combinazioni di eccitazione di fase. 1) UV 2)WV 3) WU 4) VU 5) VW 6) UW.

La Figura llb mostra la polarità delle tensioni indotte sulla fase non energizzata utilizzando il campionamento della tensione indotta “E” durante il TON (E ton) nelle 6 diverse combinazioni di eccitazione di fase. 1) UV 2)WV 3) WU 4) VU 5) VW 6) UW.

La Figura 12 è una flow chart di una prima forma di realizzazione della presente invenzione dove si è ipotizzato di eseguire il campionamento della tensione indotta “E” durante il tempo di TOFF.

La Figura 13 mostra il valore di coppia motrice in funzione della posizione del rotore e delle fasi eccitate nel caso di implementazione della startup secondo prima forma di realizzazione della presente invenzione utilizzando il campionamento della tensione indotta durante il TOFF.

La Figura 14 mostra il valore massimo di coppia motrice ottenibile con pilotaggio a sei passi.

La Figura 15 è una flow chart di una seconda forma di realizzazione della presente invenzione dove si è ipotizzato di eseguire il campionamento della tensione indotta “E” durante il tempo di TOFF.

La Figura 16 è un circuito adatto per entrambe le due forme di realizzazione delle figure 12 e 15.

La Figura 17 mostra i segnali del circuito relativi alla prima forma di realizzazione di Figura 12.

La Figura 18a è un circuito adatto per entrambe le altre due forme di realizzazione terza e quarta ed in cui la tensione indotta è prelevata tra fase e centrostella (reale o ricostruito).

La Figura 18b è un circuito adatto per entrambe le altre due forme di realizzazione terza e quarta ed in cui la tensione indotta è prelevata tra fase e massa.

La Figura 19 mostra i segnali del circuito relativi alla terza forma di realizzazione.

La Figura 20 mostra il valore di coppia motrice in funzione della posizione del rotore e delle fasi eccitate nel caso della prima forma di realizzazione, utilizzando il campionamento della tensione indotta durante il TON.

La Figura 21 mostra diagrammi della corrente di una fase di statore ed un riferimento posizionato sul rotore (mechanical index) per basse velocità di motore pilotato secondo la prima forma di realizzazione con campionamento sul TOFF (a sinistra) e campionamento sul TON (a destra).

La Figura 22 mostra diagrammi della corrente di una fase di statore ed un riferimento posizionato sul rotore (mechanical index) per alte velocità di motore pilotato secondo la prima forma di realizzazione con campionamento sul TOFF (a sinistra) e campionamento sul TON (a destra).

La Figura 23 mostra un evento di fallimento dell'avviamento (rotorstuck).

La Figura 24 illustra l'avviamento con l’utilizzo del "watchdog" con il superamento della condizione di rotor-stuck.

La Figura 25 è la flow chart della seconda forma di realizzazione con l’utilizzo del watchdog.

DESCRIZIONE DELL'INVENZIONE

Principi di funzionamento dell'invenzione

In Figura la è rappresentato un generico motore trifase con gli avvolgimenti connessi a stella dove le fasi U e V sono attraversate da corrente (entrante in U e uscente in V) di andamento variabile in quanto generata dalla tensione volutamente non costante prodotta dal blocco “DRIVER”. In Figura le è rappresentato un esempio di andamento della corrente non costante circolante nelle fasi eccitate.

La corrente circolante in un induttore produce un campo magnetico H proporzionale all’ampiezza della corrente stessa. Il campo di induzione magnetica risultante B è a sua volta legato dalla relazione.

dove μ è la permeabilità magnetica e dipende dal materiale attraversato dal campo magnetico H.

Si parla di flusso concatenato quando il campo di induzione magnetica B si concatena in una spira. In formula:

dove S è la superficie della spira interessata dall’attraversamento del campo di induzione magnetica.

In presenza di flusso variabile (variazione di flusso concatenato) si generano, per la legge di Faraday, tensioni indotte (E) ai capi della spira stessa. In formula:

Nell’esempio di Figura la essendo la corrente entrante nella fase U e uscente dalla fase V il risultante campo magnetico Btot avrà, in condizioni ideali, direzione e verso come indicato. In Figura lb è posto in evidenza il campo magnetico generato da ciascuna fase attraversata da corrente la cui somma vettoriale genera il campo magnetico Btot. In particolare, il vettore B-U rappresenta il campo magnetico generato dalla corrente entrante nella fase U ed il vettore B-V! rappresentante il campo magnetico generato dalla corrente uscente dalla fase V. Ciascuno dei due vettori B-U e B-V! ha modulo che dipende dalla permeabilità magnetica del materiale.

Essendo la corrente generata dal circuito DRIVER di andamento variabile anche il campo magnetico B risulterà variabile (in modulo) ed in grado di generare una tensione indotta, per effetto trasformatore, in un avvolgimento in cui ci sia una concatenazione di flusso magnetico (legge di Faraday).

Nell’esempio di Figura la i moduli dei due vettori B-U e B-V! sono identici in quanto gli avvolgimenti U e V sono attraversati dalla medesima corrente e si è ipotizzato il caso di permeabilità magnetica μ uniformemente distribuita nella spazio.

In queste condizioni la direzione del campo magnetico Btot si trova perfettamente ortogonale alle spire della fase W per cui il flusso concatenato risulta nullo. Pertanto, qualsiasi variazione del modulo del campo magnetico B generato dalle fasi U e V non è quindi in grado di generare tensione indotta sulla fase W.

La condizione di perfetta ortogonalità tra campo magnetico B e avvolgimento della fase non attraversata da corrente non è più vera nel caso in cui esista qualche elemento in grado di modificare il valore di permeabilità magnetica μ nello spazio.

Si può dimostrare come la permeabilità magnetica μ nello spazio sia funzione della posizione angolare del rotore e che quindi sia possibile generare tensioni indotte sulla fase non interessata da corrente in certe posizioni del rotore.

In Figura 2 è rappresentato, a titolo di esempio, il caso in cui la permeabilità magnetica interessata dalla fase U sia aumentata a causa dell’opportuno posizionamento del rotore tale da generare un campo magnetico B-U maggiore di B-U. Come si può vedere il cambiamento del modulo del vettore (da B-U a B-U) produce un cambiamento del modulo e della direzione del vettore rappresentante il campo magnetico risultante (da Btot a Btot’) che non risulterà più ortogonale all’avvolgimento non attraversato da corrente (fase W). La perdita di ortogonalità tra campo magnetico Btot’ e avvolgimento di fase W ha come effetto la generazione di flusso concatenato sulla fase W. Se poi si considera che la corrente circolante nelle fasi U e V è volutamente non costante è evidente la generazione di tensione indotta sulla fase W per effetto della variazione di flusso nelle spire che costituiscono l’avvolgimento di fase W.

Secondo il metodo della presente invenzione, la tensione indotta sulla fase floating, opportunamente campionata, viene utilizzata per determinare la posizione del rotore e quindi per eccitare conseguentemente le fasi di statore per portare in rotazione il rotore nella direzione desiderata.

Nelle Figure da 3a a 3d sono rappresentate quattro particolari posizioni assunte dal rotore: allineato con il campo magnetico di statore (Figure 3a, 3b) e ortogonale al campo magnetico di statore (Figure 3c, 3d). In queste posizioni la permeabilità magnetica μ vista dalla fase U e dalla fase V sono uguali. Di conseguenza il campo magnetico risultante è ortogonale alla fase non attraversata da corrente (fase W) e quindi non vengono indotte tensioni sulla fase W. In ogni posizione diversa da quelle mostrate in Figura 3a, 3b, 3c, 3d la permeabilità magnetica μ vista dalla fase U e dalla fase V sono diverse e si ha concatenazione di flusso tra il campo magnetico risultante e la fase W.

Nelle Figure da 4 a 10 sono riportate le misure di tensione indotta durante la fase di TON (E ton) e durante la fase di TOFF (E toff) sulla fase non attraversata da corrente in sette diverse posizioni di rotore spaziate tra loro di 30 gradi elettrici e rispettivamente con sfasamenti di 0, 30, 60, 90, 120, 150, 180 gradi elettrici rispetto alla direzione del campo magnetico totale. Le tensioni indotte si ripetono per simmetria anche per le restanti posizioni non riportate in figura (210, 240, 270, 300, 330 gradi elettrici).

La tensione della fase V riportata nelle Figure da 4 a 10 è riferita al potenziale di massa (GND). La fase di ON (di durata TON) e la fase di OFF (di durata TOFF) sono ottenute da uno stadio driver a commutazione (PWM) dove la fase di OFF è stata ottenuta invertendo il pilotaggio utilizzato durante la fase di ON. In altre parole la fase di ON è stata ottenuta collegando la fase U alla tensione di alimentazione (+VCC) e la fase W al potenziale di massa (GND) per un tempo TON; la fase di OFF è stata ottenuta collegando la fase U al potenziale di massa (GND) e la fase W alla tensione di alimentazione (+VCC) per un tempo TOFF. Lo stesso risultato è ottenibile forzando, durante la fase di OFF, lo stadio driver in alta impedenza. In questo caso i diodi di free-wheeling provvedono all’accensione della diagonale opportuna del ponte del circuito driver.

Come si può vedere la tensione indotta è nulla (E_ton=E_toff) per sfasamenti di 0, 90, 180, 270 gradi come già anticipato in precedenza.

In Figura Ila è stato riportato uno schema dove sono rappresentate le polarità delle tensioni indotte durante il TOFF (E toff) sulla fase non energizzata nelle sei possibili energizzazioni di fase (VU, VW, UW, UV, WV, WU) in funzione della posizione del rotore. La tensione indotta durante il TON risulterà con polarità invertita come mostrato in Figura llb.

In altre parole le Figure Ila e llb descrivono la natura del segnale utilizzato nella presente invenzione ottenuto dal campionamento della tensione ai capi della fase floating durante la fase di OFF e ON rispettivamente.

Per polarità si intende il risultato della comparazione della tensione di fase (prelevata sul terminale U oppure V oppure W) con un'opportuna tensione che può essere la tensione di centro-stella (CT) reale o ricostruita oppure una partizione della tensione di alimentazione oppure più in generale un riferimento di tensione fisso. Per convenzione si è indicata la polarità positiva uguale a 1 e la polarità negativa uguale a 0, come avviene utilizzando un circuito comparatore a singola alimentazione.

Si dimostrerà ora come sfruttare questa caratteristica del motore per avviarlo secondo il metodo della presente invenzione.

DESCRIZIONE DI ALCUNE FORME DI ATTUAZIONE DELL'INVENZIONE

Prima forma di realizzazione

Si energizzano due delle tre fasi di statore (U e W per esempio) con una tensione non costante (PWM per esempio) in modo da ottenere una corrente non costante ma affetta da “ripple”. Il ripple di corrente andrà a generare delle tensioni indotte “E” (per effetto trasformatore) sulla fase floating. La polarità della tensione indotta “E” viene campionata durante la fase di TON oppure durante la fase di TOFF ricavando il segnale di feedback necessario alla procedura di startup.

E sufficiente mantenere l’eccitazione delle fasi (successione di fasi di TON e di TOFF nel caso di pilotaggio PWM) fino a quando il segnale campionato sulla fase non energizzata assume il valore atteso (Expected E); il verificarsi di questa condizione produrrà il cambio di sequenza nella eccitazione delle fasi e il cambio della fase sulla quale analizzare la tensione indotta. A questo punto è sufficiente mantenere l’eccitazione delle fasi fino a quando il segnale campionato sulla fase non energizzata assume il valore atteso (Expected E); il verificarsi di questa condizione produrrà il cambio di sequenza nella eccitazione delle fasi e il cambio della fase sulla quale analizzare la tensione indotta e così via.

In Figura 12 è riportato un esempio di flow chart dove si è ipotizzato di eseguire il campionamento della tensione indotta “E” durante il tempo di TOFF e si è ipotizzata una certa sequenza di eccitazione delle fasi ed una certa serie di valori attesi (“Expected E”), come riportati nella tabella mostrata nella stessa figura.

La sequenza di eccitazione delle fasi ed i valori attesi (“Expected E”) possono comunque differire da quelli riportati in figura così come il campionamento della tensione indotta può essere effettuato durante il TON e non necessariamente durante il TOFF.

Si descrive ora in dettaglio la sequenza di eccitazione con un esempio pratico in cui vengono implementate le operazioni descritte nel diagramma di flusso di Figura 12.

Si supponga di voler accelerare il motore in senso orario e di iniziare la sequenza eccitando le fasi U e W (corrente entrante in U e uscente da W) e inoltre che il rotore si trovi allineato con la fase W, come rappresentato in Figura 5.

Il campo magnetico risultante sarà come mostrato nella stessa Figura 5 e sfasato di 30 gradi elettrici rispetto al rotore. In queste condizioni il rotore sarà sottoposto da forze attrazione/repulsione tali da muoverlo in senso orario (verso la direzione del campo magnetico).

La tensione indotta sulla fase non attraversata da corrente (fase V) campionata durante il TOFF avrà polarità come mostrato in Figura lla-6 e cioè polarità positiva fino a quando il rotore, muovendosi in senso orario, supererà di poco la condizione di perfetto allineamento con il campo magnetico totale generato dalle due fasi attraversate da corrente, per poi diventare negativa. Non appena la tensione indotta sulla fase V assume valore negativo, la sequenza di eccitazione viene modificata in modo da generare il campo magnetico sfasato di 60 gradi elettrici rispetto al precedente. Le successive fasi da eccitare sono quindi U e V (corrente entrante in U e uscente da V) tali da generare un campo magnetico ed una tensione indotta sulla fase floating (fase W) come in Figura lla-1 (si considera sempre l’ipotesi di campionamento durante il TOFF). Il rotore si troverà quindi sottoposto a nuove forze di attrazione/repulsione tali da muoverlo nella direzione voluta (senso orario). L’eccitazione delle fasi (successione di fasi di TON e di TOFF nel caso di pilotaggio PWM) viene mantenuta fino a quando la tensione indotta diventa positiva (Expected E = 1) e cioè fino a quando il rotore non si trovi leggermente oltre la condizione di perfetto allineamento con il campo magnetico totale generato dalle fasi attraversate da corrente.

Non appena la tensione indotta sulla fase W assume valore positivo, si cambia la sequenza di eccitazione in modo da generare un campo magnetico sfasato di 60 gradi elettrici rispetto al precedente e cioè si eccitano le fasi W e V (corrente entrante in W e uscente da V) come mostrato in Figura lla-2. La tensione indotta sulla fase U, inizialmente positiva (campionamento sul TOFF), cambia valore quando il rotore non si trova leggermente oltre la condizione di perfetto allineamento con il campo magnetico totale generato dalle fasi attraversate da corrente.

Alla rilevazione di questo evento (Expected E = 0) la sequenza viene modificata e vengono eccitate le fasi W e U (corrente entrante in W e uscente da U) tali da generare un campo magnetico come mostrato in Figura lla-3. La sequenza continua nel modo descritto fino a quando il rotore non raggiunge la velocità desiderata.

Questa sequenza permette di ottenere una coppia motrice sempre idonea al movimento del rotore nella direzione desiderata e si utilizza l’eccitazione delle fasi utili alla generazione della coppia motrice per generare l’informazione di posizione di rotore. Questa è una notevole differenza rispetto ai metodi di arte nota basati sulla saturazione del circuito magnetico (i.e. inductive sense) in cui l’eccitazione delle fasi per la rilevazione della posizione del rotore non è tale da generare coppia utile, ma è solo utilizzata per l’identificazione della posizione del rotore stesso.

Si mostra come la sequenza sia in grado di portare in velocità il rotore nella direzione desiderata (a parte una iniziale back-rotation di 90 gradi elettrici massimi) anche nell’ipotesi di errato posizionamento iniziale del rotore stesso. Questo è quello che infatti potrebbe succedere in caso in cui la procedura di startup non venga preceduta da un’altra procedura di identificazione di posizione iniziale del rotore.

Si supponga che il rotore si trovi inizialmente nella posizione opposta rispetto a quanto ipotizzato nell’esempio precedente (sfasato quindi 180 gradi elettrici rispetto alla Figura 5) e si supponga di iniziare la sequenza di eccitazione nello stesso modo descritto nell’esempio precedente e cioè eccitando le fasi U e W (corrente entrante in U e uscente da W) e di utilizzare il campionamento durante il TOFF. La tensione indotta sulla fase floating (fase V) è positiva (Figura lla-6) e quindi la sequenza di eccitazione viene mantenuta fino a quando la tensione indotta diventa negativa (Expected E = 0) come descritto in precedenza. Il rotore si muoverà in direzione antioraria (back-rotation) fino a quando si troverà allineato con la fase V, punto in cui la tensione E assume valore negativo.

A questo punto la sequenza prevede l’eccitazione delle fasi U e V (corrente entrante in U e uscente da V) come mostrato in Figura lla-1 ed il mantenimento della configurazione fino a quando la tensione indotta sulla fase floating (fase W) diventa positiva (Expected E = 1).

Come mostrato in Figura 1 la- 1, la tensione indotta sulla fase W in caso di rotore allineato sulla fase V è già positiva e quindi la sequenza viene immediatamente commutata alla fase successiva che prevede l’eccitazione delle fasi W e V (corrente entrante in W e uscente da V), come mostrato in Figura lla-2. L’eccitazione della fase UV (Figura lla-1) dura quindi molto poco e cioè per la durata TON sommata alla durata TOFF (tipicamente decine o centinaia di microsecondi) per cui il rotore è da considerarsi pressoché nella medesima posizione (allineato sulla fase V) quando le fasi WV vengono eccitate.

La tensione indotta sulla fase U in caso di eccitazione delle fasi WV (Figura lla-2) con rotore allineato sulla fase V è positiva e la sequenza prevede il mantenimento dell’eccitamento delle fasi WV fino a quando la tensione indotta sulla fase U diventa negativa (Expected E = 0). Le fasi W e V rimangono quindi eccitate forzando una coppia motrice sul rotore nella direzione corretta e cioè tale da invertire il moto e portare il rotore in rotazione in senso orario. A questo punto la sequenza continua ed il rotore accelera nella direzione corretta.

Nell’esempio appena descritto, la back-rotation generata, prima di iniziare la rotazione nella direzione corretta, è stata di 60 gradi elettrici.

La procedura descritta è quindi in grado di entrare a regime in modo corretto in modo del tutto automatico e senza la necessità di conoscere la posizione del rotore se si accetta un'eventuale iniziale back-rotation di 90 gradi elettrici al massimo.

Un limite alla sequenza appena descritta consiste nel valore medio di coppia motrice, che risulta essere del 50% (Figura 13 zona ombreggiata), rispetto al massimo valore teorico ottenibile con un pilotaggio di tipo sixsteps (Figura 14 zona ombreggiata); un altro limite consiste nella presenza di un punto a coppia nulla (Figura 13) che potrebbe pregiudicare la startup nel caso in cui il rotore sia inizialmente allineato in quel punto. Per ovviare a questi due limiti la procedura di startup può essere modificata come descritto nella seconda forma di realizzazione.

Il campionamento della tensione indotta può essere effettuato anche durante il TON e non durante il TOFF, come descritto nell’esempio precedente.

Si supponga di voler accelerare il motore in senso orario, di iniziare la sequenza eccitando le fasi U e W (corrente entrante in U e uscente da W) e inoltre si supponga che il rotore si trovi allineato con la fase W come rappresentato in Figura 5. Il campo magnetico risultante sarà come mostrato nella stessa Figura 5 e sfasato di 30 gradi elettrici rispetto al rotore. In queste condizioni il rotore sarà sottoposto da forze attrazione/repulsione tali da muoverlo in senso orario (verso la direzione del campo magnetico).

La tensione indotta sulla fase non attraversata da corrente (fase V) campionata durante il TON avrà polarità come mostrato in Figura llb-6 e cioè negativa. La procedura prevede di cambiare sequenza di eccitazione quando la tensione indotta assume il valore “Expected E”, che in questo caso è zero. Di conseguenza la sequenza viene immediatamente cambiata passando all’ eccitazione della sequenza successiva e cioè eccitando le fasi U e V (corrente entrante in U e uscente da V). Si è quindi nella situazione mostrata in Figura lib i con il rotore (non mostrato in figura) ancora allineato alla fase W. La procedura prevede di mantenere la configurazione fino a quando il valore campionato (E ton) diventa positivo (Expected E =1 quando le fasi eccitate sono U V). Il rotore si trova nel punto di transizione e quindi immediatamente oppure dopo pochi periodi di eccitazione delle fasi (i.e. dopo pochi periodi di PWM) il valore E ton diventerà positivo forzando un cambio di sequenza nella eccitazione delle fasi. Verranno quindi eccitate le fasi W V (corrente entrante in W e uscente da V) come mostrato in Figura 1 lb_2. Il rotore (non mostrato in figura) sarà di poco sfasato rispetto alla fase W e quindi la tensione indotta (E ton) risulta di polarità positiva. Essendo in queste condizioni “Expected E = 0”, la procedura conferma Γ eccitazione delle fasi WV fino a quando il rotore, muovendosi in senso orario, risulterà allineato alla fase U. Quando questo evento si verifica, la sequenza di eccitazione delle fasi viene modificata e si passa ad eccitare le fasi WU (corrente entrante da W e uscente da U). Questa condizione viene mantenuta fino a quando il rotore supererà l’allineamento con la fase V e così via.

Il rotore è dunque sottoposto a forze idonee al movimento nella direzione desiderata (senso orario). La differenza rispetto al caso di campionamento durante il TOFF è la relazione di fase tra campo magnetico di statore e rotore e quindi il valore di coppia motrice media che risulterà del tipo mostrato in Figura 20 (zona ombreggiata).

Anche in questo caso, analogamente a quanto descritto nell’esempio precedente, la procedura è in grado di portare in velocità il rotore nella direzione desiderata (a parte un'iniziale back-rotation di 90 gradi elettrici massimi) anche nell’ipotesi di errato posizionamento iniziale del rotore stesso.

Seconda forma di realizzazione

Come nella prima forma di realizzazione si energizzano due delle tre fasi di statore (U e V per esempio) con una tensione non costante (PWM per esempio) e si analizza la tensione indotta sulla terza fase non energizzata campionandone il valore durante la fase di TON oppure durante la fase di TOFF. L’eccitazione delle fasi viene mantenuta per un tempo massimo prestabilito Tstepl: questa è una prima differenza rispetto alla forma di realizzazione precedente, in cui invece si prevedeva di mantenere l’eccitazione delle fasi fino alla rilevazione della condizione attesa (E = Expected E).

Una volta analizzata la tensione indotta durante il periodo Tstepl, si eccita in ogni caso almeno una configurazione successiva (Step2/Stepn) per un tempo prefissato. Per esempio se le fasi eccitate di statore durante lo Stepl sono U e V (corrente entrante in U e uscente da V) allora si intervalla l’eccitazione UV con l’eccitazione almeno delle fasi WV (corrente entrante in W e uscente da V) per un tempo Tstep2 in modo da generare un campo magnetico sfasato di 60 gradi elettrici (nella direzione desiderata per il movimento di rotore) rispetto a quello generato dall’eccitazione delle fasi UV (stepl). A questo secondo step (step2) di durata Tstep2 possono seguire opzionalmente altri steps ognuno sfasato di 60 gradi rispetto al precedente. In altre parole si generano “n” campi magnetici in successione (minimo 2), uno generato dalla successione TON TOFF (Stepl) e utile sia alla rilevazione della posizione del rotore che a generare coppia utile (con i limiti descritti) e gli altri al solo scopo di generare campi magnetici sfasati di multipli di 60 gradi rispetto a quello generato dallo Stepl.

Nel caso di campionamento durante il TOFF la coppia generata dal secondo step (Step2 di durata Tstep2) è del tipo mostrato in Figura 14 (zona ombreggiata). L’utilizzo di questa procedura ha il duplice effetto di aumentare il valore di coppia media e di cancellare il punto a coppia nulla rendendo la procedura più efficiente ed affidabile quando si usa il campionamento sul TOFF. E comunque utilizzabile anche se il campionamento avviene durante il TON.

Il valore di coppia media generata dal motore dipenderà dalla scelta della durata dello Stepl e dalla durata dei successivi steps (Step2, Step n) di durata Tstep2, Tstep n.

In Figura 15 è riportato un diagramma di flusso esemplificativo in cui si è ipotizzato di eseguire il campionamento della tensione indotta “E” durante il tempo di TOFF e si è ipotizzato di usare una sola eccitazione successiva (di durata Tstep2) alla sequenza TON TOFF (Stepl). Le stesse osservazioni restano valide anche in caso di campionamenti eseguiti durante il TON.

Ovviamente sono possibili delle varianti del diagramma di flusso illustrato che permettono di ottenere il medesimo risultato. Per esempio, si può eseguire prima lo step2 di durata Tstep2 e poi il confronto, oppure equivalentemente prima il confronto e poi lo step2 di durata Tstep2. Il diagramma di flusso di Figura 15 è quindi da considerarsi puramente esemplificativo.

Anche in questo caso la sequenza di eccitazione delle fasi ed i valori “Expected E” possono comunque differire rispetto a quanto riportato in figura.

Questa seconda forma di realizzazione ha, rispetto alla prima, un limite di velocità massima raggiungibile inferiore in quanto la frequenza di campionamento della tensione indotta è limitata dalla durata dei vari steps.

Un esempio di circuito per la realizzazione della prima o seconda forma di realizzazione è mostrato in Figura 16 mentre in Figura 17 sono rappresentati i relativi segnali elettrici in una particolare condizione (cambio fase) relativi alla prima forma di realizzazione.

Il metodo utilizzato per la prima e seconda forma di realizzazione non prevede l’annullamento del segnale di BEMF che si sovrappone alla tensione indotta “E” quando il rotore ha velocità diversa da zero come invece avviene nei sistemi di arte nota. Questo, come verrà meglio descritto in seguito, non pregiudica la affidabilità del metodo proposto. E comunque possibile annullare l effetto della BEMF utilizzando le forme di realizzazione terza e quarta, che saranno descritte in seguito, anch’esse basati sul principio del campionamento della tensione presente ai capi della fase floating per l’estrazione del segnale di feedback. L’elaborazione del segnale presente sulla fase floating non prevede quindi nessun tipo di filtraggio, come invece avviene nei sistemi di arte nota, ma sfrutta il principio del campionamento in istanti opportuni per l’estrazione del segnale di tensione indotta depurato dal segnale BEMF.

Terza forma di realizzazione

In questa implementazione viene annullato l’effetto della BEMF dovuta alla rotazione del rotore e viene quindi ricavata la polarità della sola tensione indotta “E” sulla fase non attraversata da corrente anche per velocità elevate. Per fare questo è necessario confrontare tra loro le due tensioni campionate durante il TON e durante il TOFF ed è quindi necessario utilizzare un circuito di “Sample&Hold”.

La fase di OFF deve essere scelta opportunamente in base al metodo utilizzato per prelevare la tensione indotta “E”.

In Figura 18a è riportato il caso in cui la tensione indotta è prelevata tra fase e centro-stella CT (reale o ricostruito); in questo caso si può implementare la fase di OFF forzando gli avvolgimenti interessati da corrente in corto circuito (collegandoli entrambi allo stesso potenziale, tipicamente VCC o GND) oppure invertendo la diagonale rispetto alla configurazione usata durante il TON oppure forzando lo stadio driver in alta impedenza. In altre parole l’utilizzo dell’ amplificatore operazionale connesso tra fase e centro-stella CT (reale o ricostruito) garantisce la ricostruzione della sola tensione differenziale ai capi dell’avvolgimento a prescindere dal suo valore di modo comune (polarizzazione).

A seconda della sequenza usata per comandare il circuito “Sample&Hold” e il circuito “latch” è possibile produrre una coppia motrice media simile a quella generata dalla prima forma di realizzazione con campionamento durante il TON oppure durante il TOFF.

In Figura 18b è riportato il caso in cui la tensione indotta è prelevata tra fase e GND e quindi non ai capi dell’avvolgimento. In questo caso il circuito è più economico in quanto si evita l’uso dell’amplificatore operazionale a monte del comparatore e del circuito “Sample&Hold”. In questo caso si deve necessariamente implementare la fase di OFF forzando gli avvolgimenti interessati da corrente invertendo la diagonale rispetto alla configurazione usata durante il TON oppure forzando lo stadio driver in alta impedenza (la diagonale opposta si accende automaticamente grazie ai diodi di freewheeling).

In altre parole in questo caso non è consentito effettuare la fase di OFF forzando entrambi i terminali di fase al potenziale GND oppure VCC in quanto si modificherebbe la tensione di modo comune (che risulterebbe GND o VCC rispettivamente) rispetto a quella presente durante la fase di ON (che è sempre pari a VCC/2).

Implementando la fase di OFF come descritto si ottengono due tensioni di polarizzazione uguali sia durante la fase di ON che durante la fase di OFF (in entrambi i casi pari a VCC/2).

Nella condizione di Figura 18b la tensione campionata sarà la somma di più termini: la tensione BEMF, la tensione indotta “E” e la tensione di polarizzazione pari a VCC/2. In formula:

in cui V ton è la tensione campionata durante la fase di ON, V toff è la tensione campionata durante la fase di OFF, BEMFon è la tensione BEMF durante la fase di ON, BEMFoff è la tensione BEMF durante la fase di OFF.

Siccome la successione TON^ TOFF è molto rapida (tipicamente decine di microsecondi) si può considerare, in questo intervallo di tempo, BEMFon = BEMFoff = BEMF (il periodo della BEMF è, al massimo, nell’ordine dei millisecondi).

Il comparatore utilizzato in Figura 18b fornisce in uscita (comp OUT) il segno della differenza dei due segnali campionati V_Ton-V_Toff oppure il segno della differenza V_Toff-V_Ton. Considerando, ad esempio, il primo caso, si ha:

Ovviamente invertendo i segnali in ingresso al comparatore oppure invertendo la sequenza S/H_cmd e Latch cmd si ottiene un segnale di segno opposto pari a E_toff-E_ton.

Utilizzando quindi il circuito di Figura 18a ed il circuito di Figura 15b è possibile cancellare Γ effetto della BEMF e utilizzare il solo segnale di tensione indotta “E” semplicemente campionando la tensione di fase in istanti opportuni evitando filtraggi complessi.

A seconda della sequenza usata per comandare il circuito “Sample&Hold” e il circuito “latch” e a seconda della connessione dei segnali all’ ingresso del comparatore è possibile produrre una coppia motrice media simile a quella generata dalla prima forma di realizzazione con campionamento durante il TON oppure durante il TOFF.

Quarta forma di realizzazione

Si utilizza il metodo descritto per la terza forma di realizzazione per la ricostruzione del segnale di feed-back di posizione del rotore mentre si aggiungono steps (almeno uno) di durata Tstep2...Tstep_n, come nella seconda forma di realizzazione, per evitare i limiti già elencati in precedenza intrinseci nell’utilizzo della semplice sequenza TON TOFF.

In Figura 19 sono rappresentati i relativi segnali elettrici in una particolare condizione (cambio fase) relativi alla terza forma di realizzazione, in cui si è scelto di campionare il “Sample&Hold” S/H durante il TON e di comandare il latch durante il TOFF.

Le forme di realizzazione prima e seconda sono efficienti anche se utilizzano un segnale di feed-back influenzato dalla tensione di BEMF.

Come già detto, nella prima e seconda forma di realizzazione, il campionamento della tensione indotta può essere fatto durante il TON oppure durante il TOFF. La scelta produce, come già detto, differenti comportamenti in quanto produce un segnale di feedback sfasato in maniera differente rispetto alla posizione del rotore.

In Figura 21 (sinistra) è rappresentata la corrente di una fase di statore ed un riferimento posizionato sul rotore (mechanical index) nel caso di pilotaggio secondo la prima forma di realizzazione della presente invenzione e campionamento della tensione indotta “E” durante il TOFF. In Figura 21 (destra) è rappresentata la stessa figura in caso di campionamento durante il TON. La Figura 21 è riferita ad un motore in rotazione a bassa velocità e quindi con BEMF di ampiezza trascurabile.

Fino a quando la tensione BEMF è trascurabile, la tensione indotta “E” generata dalla successione TON TOFF per effetto trasformatore risulta preponderante (|E_toff|>|BEMF| e |E_ton|>|BEMF|) e quindi il segnale di feedback non viene corrotto dalla tensione BEMF. In queste condizioni l’uso del campionamento durante il TON o durante il TOFF modifica il comportamento, a causa della diversa fase tra i segnali E toff e E ton, come mostrato in Figura 21.

Quando la velocità del rotore supera una certa soglia allora la tensione di BEMF diventa preponderante rispetto a quella indotta per effetto trasformatore (E ton oppure E toff) e l’informazione letta durante il campionamento non è più la sola tensione indotta per effetto trasformatore ma è principalmente la BEMF generata dalla velocità di rotazione del rotore. Ad alte velocità il segnale di feedback è quindi principalmente BEMF e la sua fase risulta quindi indipendentemente dalla modalità di campionamento utilizzata (TON oppure TOFF).

La dimostrazione di quanto descritto è mostrata in Figura 22: in Figura 22 (sinistra) è rappresentata la corrente di fase nel caso di pilotaggio secondo la prima forma di realizzazione della presente invenzione e campionamento della tensione indotta “E” durante il TOFF mentre in Figura 22 (destra) è rappresentata la corrente di fase con un campionamento durante il TON. Entrambe risultano sfasate in modo analogo.

Dagli esempi sopra riportati si può quindi notare come la corruzione della tensione ai capi della fase floating ad opera del segnale BEMF porti ad un cambiamento della natura del segnale di feedback. A bassa velocità il segnale di feedback è principalmente la tensione indotta per effetto trasformatore mentre ad alte velocità il segnale di feedback diventa la BEMF e quindi porta il sistema a lavorare in modalità BEMF-closed-loop in maniera completamente “automatica”.

Da prove sperimentali si è potuto constatare come le posizioni di rotore che caratterizzano il passaggio da una polarità positiva ad una negativa (o viceversa) della tensione indotta “E” possono non essere esattamente come nei punti indicati nelle Figure Ila e llb, questo sia per la non idealità di comportamento dei motori, sia per la non idealità di comportamento dei circuiti utilizzati per rilevare la polarità della tensione indotta (i.e. offset del comparatore).

A causa di queste non idealità è possibile che la startup, in qualsiasi delle forme di realizzazione precedenti, possa fallire se non preceduta da una fase di allineamento del rotore o da un'identificazione della posizione iniziale della posizione del rotore stesso. In queste condizioni più critiche (mancanza di allineamento e/o identificazione della posizione iniziale del rotore) è possibile migliorare l’affidabilità della procedura proposta introducendo un controllo, detto “watchdog”, che è descritto di seguito. Facendo riferimento per esempio alla seconda forma di realizzazione con campionamento della tensione “E” durante il TOFF (descritto nel diagramma di flusso di Figura 15), si inizia la procedura eccitando le fasi per un tempo Tstepl e Tstep2 aspettando l’evento che genera il cambio della sequenza (“E=Expected_E").

Nel caso in cui questo evento non si verifichi entro un intervallo di tempo massimo prestabilito, allora si forza comunque un incremento della sequenza di eccitazione delle fasi come se la condizione E=Expected_E si fosse verificata. Il controllo watchdog può consistere nel misurare un tempo tramite un timer e attivare un flag quando esso eccede un tempo massimo prestabilito, oppure contare un numero di steps e attivare il flag quando il conteggio raggiunge un certo valore.

Il cambio forzato della sequenza permette di superare i problemi di bloccaggio del rotore (“rotor-stuck”). In Figura 23 è rappresentato un esempio di fallimento nel caso di utilizzo della seconda forma di realizzazione con campionamento durante il TOFF ed in assenza di watchdog. Più in particolare, in Figura 23 è rappresentato un test in cui al motore viene applicata la sequenza descritta nella seconda forma di realizzazione per un tempo di 300ms.

In Figura 24 è rappresentata la procedura di startup nelle medesime condizioni iniziali di Figura 23 (stessa posizione iniziale del rotore e stessa sequenza iniziale di eccitazione) ma con Futilizzo del watchdog. Il segnale “Test Point” indica lo scadere del tempo impostato per il watchdog.

Si può constatare come l’affidabilità venga notevolmente migliorata, il rotore è in grado di superare la condizione di rotore bloccato ("rotor-stuck"). In Figura 25 è rappresentato un esempio di diagramma di flusso con l’utilizzo del watchdog appena descritto in cui il conteggio degli steps senza transizione del segnale “E” determina la forzatura del cambio di sequenza.

Da quanto descritto emerge che esistono prò e contro per le varie forme di realizzazione e l’utilizzatore potrà scegliere se combinare tra loro le varie forme di realizzazione per sfruttarne i singoli vantaggi oppure usarne una sola in maniera esclusiva.

Volendo combinare assieme i vantaggi delle forma di realizzazione prima e seconda, si potrebbe, a puro titolo di esempio, utilizzare la seconda forma di realizzazione con campionamento durante il TOFF per i primi steps (al fine di aumentare la coppia media e l’affidabilità), per poi passare alla prima forma di realizzazione quando il rotore è già in movimento. Il passaggio alla prima forma di realizzazione a rotore già avviato elimina i rischi di fallimento startup ("rotor stuck") ed inoltre permette di evitare i limiti di massima velocità tipica della seconda forma di realizzazione.

In ogni caso l’uso del Watchdog è comunque sempre consigliabile.

Claims (21)

1. RIVENDICAZIONI 1. Metodo di avviamento ad anello chiuso di motori brushless a più avvolgimenti di fase di statore senza impiego di sensori di posizione del rotore caratterizzato dal fatto che il segnale di retroazione è ottenuto mediante campionamento della tensione indotta su un avvolgimento di fase di statore per effetto della variazione di flusso generato dall’ eccitazione delle altre fasi di statore.
2. 2. Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui la variazione di flusso è ottenuta tramite un circuito di pilotaggio funzionante a commutazione in cui si alternano fasi di ON e fasi di OFF.
3. 3. Metodo secondo la rivendicazione 2, in cui fasi di ON sono stabilite applicando ad un terminale di fase una tensione pari alla tensione di alimentazione e applicando ad un altro morsetto di fase una tensione di riferimento (GND).
4. 4. Metodo secondo la rivendicazione 2, in cui una fase di OFF è stabilita applicando la stessa tensione ad entrambi i terminali di fase interessati dalla precedente fase di ON.
5. 5. Metodo secondo la rivendicazione 2, in cui una fase di OFF è stabilita applicando ad entrambi i terminali di fase interessati dalla precedente fase di ON una tensione inversa rispetto a quella utilizzata durante la fase di ON.
6. 6. Metodo secondo la rivendicazione 2, in cui una fase di OFF è stabilita forzando in alta impedenza entrambi i terminali di fase interessati dalla precedente fase di ON.
7. 7. Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui la tensione indotta ai capi della fase non attraversata da corrente è prelevata tra il rispettivo terminale di fase ed un terminale di centro-stella (CT).
8. 8. Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui la tensione indotta ai capi della fase non interessata dall’attraversamento di corrente è prelevata tra il rispettivo terminale di fase ed un terminale su cui è disponibile una ricostruzione della tensione di centro-stella.
9. 9. Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui la tensione indotta ai capi della fase non interessata dall’attraversamento di corrente è prelevata tra il rispettivo terminale di fase ed un terminale su cui è disponibile una partizione della tensione di alimentazione.
10. 10. Metodo secondo la rivendicazione 1, comprendente l'operazione di campionare la tensione indotta durante una fase di ON.
11. 11. Metodo secondo la rivendicazione 1, comprendente l'operazione di campionare la tensione indotta durante una fase di OFF.
12. 12. Metodo secondo la rivendicazione 1, comprendente l'operazione di utilizzare la polarità della tensione indotta sulla fase non attraversata da corrente per determinare la posizione del rotore.
13. 13. Metodo secondo la rivendicazione 12, comprendente l'operazione di utilizzare la polarità della tensione indotta sulla fase non attraversata da corrente per selezionare le fasi da eccitare.
14. 14. Metodo secondo la rivendicazione 12, comprendente l'operazione di utilizzare la polarità della tensione indotta sulla fase non attraversata da corrente per selezionare la sequenza di fasi da eccitare.
15. 15. Metodo secondo la rivendicazione 1, comprendente l'operazione di campionare la tensione indotta sulla fase non attraversata da corrente sia durante la fase di ON che durante la fase di OFF.
16. 16. Metodo secondo la rivendicazione 15, comprendente l'operazione di generare un segnale di posizione del rotore dal confronto tra una tensione indotta durante una fase di ON e una tensione indotta durante la successiva o precedente fase di OFF.
17. 17. Metodo secondo la rivendicazione 16, comprendente l'operazione di selezionare fasi da eccitare in funzione della polarità del confronto tra la tensione indotta durante la fase di ON e quella indotta durante la successiva o precedente fase di OFF sulla fase non attraversata da corrente.
18. 18. Metodo secondo la rivendicazione 16, comprendente l'operazione di selezionare la sequenza di fasi da eccitare in funzione della polarità del confronto tra la tensione indotta durante la fase di ON e quella indotta durante la successiva o precedente fase di OFF sulla fase non attraversata da corrente.
19. 19. Metodo secondo la rivendicazione 1, comprendente l'operazione di forzare la sequenza di eccitazione delle fasi nel caso in cui non vengano rilevate variazioni del segnale di retroazione per un intervallo di tempo prestabilito (watchdog).
20. 20. Metodo secondo la rivendicazione 19, comprendente l'operazione di generare un flag di fine di detto intervallo di tempo prestabilito (watchdog) tramite un timer.
21. 21. Metodo secondo la rivendicazione 19, comprendente l'operazione di generare un flag di fine di detto intervallo di tempo prestabilito (watchdog) quando il conteggio di impulsi di eccitazione (steps) raggiunge un valore prestabilito.