Загрузка...Схема регулятора скорости бесколлекторного двигателя (ESC)
Схема регулятора скорости бесколлекторного двигателя (ESC)
Схема условно разделена на две части: левая — микроконтроллер с логикой, правая — силовая часть. Силовую часть можно модифицировать для работы с двигателями другой мощности или с другим питающим напряжением.
Контроллер — ATMEGA168. Гурманы могут сказать, что хватило бы и ATMEGA88, а AT90PWM3 — это было бы «вааще по феншую». Первый регулятор я как раз делал «по феншую». Если у Вас есть возможность применять AT90PWM3 — это будет наиболее подходящий выбор. Но для моих задумок решительно не хватало 8 килобайт памяти. Поэтому я применил микроконтроллер ATMEGA168.
Эта схема задумывалась как испытательный стенд. На котором предполагалось создать универсальный настраиваемый регулятор для работы с различными «калибрами» бесколлекторных двигателей: как с датчиками, так и без датчиков положения. В этой статье я опишу схему и принцип работы прошивки регулятора для управления бесколлекторными двигателями с датчиками Холла и без датчиков.
Бесколлекторные двигатели с регулятором скорости
Бесколлекторные двигатели стали широко применимы вместе с развитием электрических приборов. Среди прочих можно отметить:
- транзисторные ключи, отличающиеся невысокой ценой;
- неодимовые магниты и другие.
Однако сама задумка использования бесколлекторного двигателя появилась еще до распространения электроприборов. Но до середины двадцатого века технологий для развития еще не хватало. Сегодня этот электропривод постоянно модернизируется.
Что такое регулятор оборотов двигателя (ESC) и на что обращать внимание при выборе
При покупке готовой RC-модели в полной комплектации вопрос о выборе регулятора скорости неактуален. Совсем другое дело, когда модель собирается «с нуля» или нужно заменить пришедшую в негодность комплектующую.
ESC (англ. «Electronic Speed Control») – это составляющая любой радиоуправляемой модели на электротяге. Регулятор оборотов (или «регулятор скорости», или «контроллер», он же в простонародье «регуль») отвечает за плавное, без лишних скачков управление двигателем.
Немного теории
Регулятор скорости – это передаточное звено между установленным аккумулятором и электродвигателем. И нужно отметить, что последний без него долго не протянет.
Электродвигатель плюс регулятор оборотов – это силовая установка модели, ее сердце и движущая сила.
Параметры ESC нужно учитывать при выборе аккумулятора, то есть четко следовать инструкции к модели. И да, от параметров регулятора зависит выбор типа АКБ и ее напряжение.
Регулятор скорости может относиться к категории «специализированных», но может быть и универсальным, то есть перепрограммироваться (настраиваться) на разную RC-технику – автомодели, судомодели или авиамодели.
Кстати, если имеем модель с задним ходом, то на ней установлен регулятор с реверсом. Такой контроллер меняет направление вращения электромотора, пуская на него напряжение противоположной полярности.
Как выбрать регулятор скорости
Выбор контроллера зависит от установленного двигателя и аккумулятора.
Первое, на что обратить внимание – максимальный рабочий ток регулятора. Проверьте характеристики АКБ – от номинального напряжения на акуме зависит и выбор контроллера. Если на модели установлена батарея с напряжением 4S , то и рабочее напряжение регулятора должно быть не ниже. Ни в коем случае нельзя к 4S аккумулятору подключать контроллер, с параметрами рабочего тока 2-3S – он просто сгорит.
Электродвигатели подразделяются на коллекторные (brushed) и бесколлекторные (brushless). Для каждого типа предназначены свои регуляторы оборотов, которые отличаются принципом работы и даже схемой.
Сразу отметим, что контроллеры для двигателей бесколлекторного типа предназначены только для одного мотора, в то время как регуляторы для бесщеточных электродвигателей (они, кстати, значительно дешевле) могут работать с несколькими движками.
Чтобы оценить выбранный регулятор оборотов, пройдитесь по следующим параметрам:
Напряжение
Номинальное покажет, при каком токе ESC сможет проработать длительное время (длительное, в понимании электроники – это несколько секунд, а не часов).
Пиковое напряжение – это характеристика для оценки максимальной нагрузки на контроллер в определенный момент (запуск, быстрый старт, резкое торможение).
Рабочее напряжение мы уже упоминали – это параметр для определения совместимости с АКБ.
Сопротивление
Внутреннее сопротивление играет важную роль для профессиональных моделистов. За счет разных схем переключения электрических соединений, происходит высвобождение энергии, иными словами – установка греется и энергия теряется. Внутреннее сопротивление регулятора у спортивных моделей невелико (около 0,0006 Ом), но даже эти потери могут сыграть решающую роль на серьезных соревнованиях.
У регуляторов с реверсом внутреннее сопротивление обычно выше, поэтому спортивные модели и не имеют заднего хода. Так что, если вы настроены серьезно на победу в гонках, то учитесь сразу обходиться без реверса, хоть без заднего хода поначалу и неудобно.
Настройка
Современные регуляторы оборотов поддаются настройке. Некоторые можно настроить прямо с пульта радиоуправления, на других есть кнопки на корпусе. Как вариант — вхождение в режим настройки при подключении или съеме джампера (перемычки). В роли индикатора настройки выступает свето- или звукоиндикация.
Подбирая регулятор оборотов для своей модели, внимательно изучите в инструкции ее характеристики и рекомендации по подбору комплектующих. Ну, а если возникают вопросы – лучше все-таки посоветоваться со специалистом.
Что такое регулятор оборотов бесколлекторного двигателя?
Для бесколлекторного электрического мотора регулятор хода сильно отличается от устройства для коллекторных двигателей по конструкции. Устройство не только регулирует мощность, подаваемую на мотор, но и ежесекундно контролирует положение ротора, поскольку это необходимо для определения фаз напряжений для питания. Регулятор оборотов для бесколлекторных моделей подходит для обеспечения функционирования одного двигателя, а не нескольких, как устройства для коллекторных моторов. Стоимость регулятора для бесколлекторных двигателей несколько выше, но она оправдана качеством и необходимыми для работы функциями. Ряд таких устройств имеет дополнительную защиту от перегревания. Современные регуляторы имеют большой диапазон настроек, которые влияют на режим работы, совместимость с тем или иным мотором, а также степень надежности.
Почему купить регулятор стоит именно в нашем магазине?
Если вы хотите приобрести качественный регулятор хода для бесколлекторного двигателя, который прослужит достаточно долгое время, лучше всего заказать его в нашем магазине. У нас представлен большой ассортимент устройств и аксессуаров для бесколлекторных моторов различных автомоделей, в том числе контроллеров для контроля оборотов. У нас продаются только оригинальные устройства, которые прошли проверочные испытания на надежность и соответствие стандартам качества, имеют заводскую гарантию и все необходимые сертификаты. Мы предлагаем товары по наиболее демократичным ценам, которые делают продукцию доступной для всех любителей радиоуправляемых моделей!
Регулятор скорости асинхронного двигателя
Помимо образцов регуляторов, промышленных образцов регуляторов существует возможность самостоятельного выполнения регуляторов скорости бесколлекторных двигателей, не уступающих промышленным образцам. За основу схемы берется пример регулятора промышленного производства, ее можно собрать своими силами.
Что такое регулятор оборотов электродвигателя
Рис №3. Электрическая схема регулятора скорости вращения бесколлекторного двигателя.
Регулировать количество оборотов вращения вала бесколлекторного асинхронного электродвигателя допускается также при изменении значения переменного напряжения, подаваемого к двигателю.
В состав регулятора входит задающий генератор, он служит для изменения частоты в границах значений 50 – 200 Гц. Генератор состоит из мультивибратора, работа, которого строится на микросхеме К561ЛА7 и счетчика-дешифратора марки К561ИЕ8 с коэффициентом пересчета – 8, она отвечает за формирование сигналов управления силовыми полевыми транзисторами полумоста.
В схеме присутствует выходной трансформатор Т-1. Он служит для развязки транзисторов полумоста.
Выпрямитель включает в свою конструкцию диодный мост и удваивающие напряжение питания – конденсаторы с большой емкостью.
Диодный мост подключен по нетрадиционной схеме. С4 и R7 выполняют роль демпфирующей цепи, она служит для сглаживания всплесков напряжения, которые представляют собой опасность для транзисторов VТ4.
Необходимо помнить, что обе вторичные обмотки должны обладать хорошей изоляцией друг от друга, между обмотками присутствует высокий потенциал, он составляет 640В, они подключаются к затворам транзисторных ключей в противофазе.
Такой регулятор может управлять вращением асинхронного двигателя с максимальным значением рабочей мощности – 500Вт. Чтобы регулятор использовать для регулировки электродвигателей более высокой мощности нужно применить большее количество силовых ключей, а также изменить в сторону увеличения емкость конденсаторов для питающего фильтра, это элементы схемы С3 и С4. Для регулятора достаточно использовать печатную плату размером 110 х 80 мм. Управляющий силовыми транзисторными ключами трансформатор монтируется отдельно от блока регулятора.
