Bu proje nedir?
Sıradan bir DC motorda fırçalar ve komütatör, akımı doğru sargıya yönlendirerek motoru döndürür. Fırçasız DC (BLDC) motorda ise fırça yoktur; bu işi elektronik yapar. Yani bir devre, hangi sargının ne zaman besleneceğine karar verir. Bu işleme komütasyon denir.
Ben de bu kararın nasıl verildiğini adım adım görmek için bir simülasyon kurdum. Gerçek motoru yakmadan, farklı senaryoları güvenle deneyip kontrol mantığını anlamak mümkün oldu.
What is it?
In an ordinary DC motor, brushes and a commutator route current into the right winding to keep it spinning. A brushless DC (BLDC) motor has no brushes; electronics do that job. A circuit decides which winding to energize and when. This process is called commutation.
I built a simulation to see, step by step, how that decision is made. Without burning a real motor, it became possible to safely try different scenarios and understand the control logic.
Komütasyon nedir?
Motorun içinde üç sargı (A, B, C) ve dönen bir mıknatıs (rotor) vardır. Rotoru sürekli döndürmek için sargıların doğru sırayla ve doğru anda beslenmesi gerekir. Altı-adım yönteminde bir elektriksel tur, altı eşit dilime (her biri 60°) bölünür. Her adımda iki sargı aktif, biri boştadır.
Bu altı adım sürekli tekrarlandığı için rotor düzgün döner. Yöntem basit, ucuz ve yüksek başlangıç torku istenen uygulamalarda çok yaygındır — bu yüzden “öğrenmeye” de en uygun başlangıç noktasıdır.
What is commutation?
Inside the motor there are three windings (A, B, C) and a rotating magnet (the rotor). To keep the rotor turning, the windings must be energized in the right order at the right time. In the six-step method, one electrical cycle is split into six equal slices (60° each). In each step, two windings are active and one is idle.
Because these six steps keep repeating, the rotor turns smoothly. The method is simple, low-cost and very common where high starting torque is needed — which also makes it the best starting point for learning.
Rotor nerede? Hall sensörleri
Doğru anda komütasyon yapabilmek için kontrolcünün rotorun nerede olduğunu bilmesi gerekir. Bunun en yaygın yolu, stator üzerine 120° aralıklarla yerleştirilen üç Hall sensörüdür. Rotorun mıknatısı sensörün önünden geçtikçe sensör 1 ya da 0 üretir.
Üç sensörün durumu birlikte okunduğunda, her 60°’de değişen ve altı farklı kombinasyon veren bir “konum kodu” elde edilir. Kontrolcü bu koda bakarak bir sonraki adımı seçer. Hall sensörü kullanmayan sensörsüz yöntemlerde ise aynı bilgi, sargıların ürettiği geri-EMK’dan çıkarılır.
Where is the rotor? Hall sensors
To commutate at the right moment, the controller must know where the rotor is. The most common way is three Hall sensors placed 120° apart on the stator. As the rotor's magnet passes a sensor, it outputs a 1 or a 0.
Reading the three sensors together gives a “position code” that changes every 60° and produces six distinct combinations. The controller looks at this code to pick the next step. In sensorless methods that use no Hall sensors, the same information is extracted from the back-EMF generated by the windings.
Simülasyonda ne yaptım?
- Altı-adım komütasyon algoritmasını MATLAB/Simulink bloklarıyla modelledim.
- Hall sensörü mantığını ve adım sıralamasını kurarak rotor dönüşünü gözlemledim.
- Hız ve tork kontrolünü inceledim; PWM ile ortalama gerilimi değiştirerek hızın nasıl ayarlandığını gördüm.
- Sürücü parametrelerini değiştirip sonuçları karşılaştırarak sistemin davranışını analiz ettim.
What I did in the simulation
- Modeled the six-step commutation algorithm with MATLAB/Simulink blocks.
- Set up the Hall-sensor logic and step sequence, and observed the rotor turning.
- Studied speed and torque control; saw how speed is set by changing the average voltage with PWM.
- Analyzed system behavior by changing driver parameters and comparing the results.
Kullanılan teknolojiler
Technologies used
- MATLAB
- Simulink
- BLDC
- Six-step commutation
- Hall sensors
- Back-EMF
- PWM