Прынцып кіравання бесщеточным рухавіком пастаяннага току

Назва: Прынцып кіравання бесщеточным рухавіком пастаяннага току

Уводзіны: у сферы кіравання рухавікамі здольнасць дакладна рэгуляваць кручэнне і хуткасць рухавікоў мае першараднае значэнне. Гэты кантроль палягчаецца сістэмамі прывада рухавіка, таксама вядомымі як электронныя рэгулятары хуткасці (ESC). ESC падзяляюцца на шчотачныя і бесщеточные тыпы ў залежнасці ад тыпу рухавіка, з якім яны спалучаюцца.

Матавыя рухавікі пастаяннага току маюць нерухомы пастаянны магніт са шпулькамі, накручанымі вакол ротара. Кручэнне дасягаецца перыядычным змяненнем кірунку магнітнага поля праз кантакт шчоткі і камутатара. Наадварот, у бесщеточных рухавікоў пастаяннага току адсутнічаюць шчоткі і камутатары; іх ротары складаюцца з пастаянных магнітаў, а шпулькі застаюцца нерухомымі. Каб уключыць кручэнне ў бесщеточных рухавіках пастаяннага току, патрабуецца электронны рэгулятар хуткасці, каб пастаянна змяняць кірунак току ўнутры нерухомых шпулек, забяспечваючы адштурхванне паміж шпулькамі і пастаяннымі магнітамі для падтрымання кручэння.

У той час як шчоткавыя рухавікі могуць працаваць без ESC за кошт непасрэднай падачы энергіі, у іх адсутнічае кантроль хуткасці. З іншага боку, бесщеточным рухавікам пастаяннага току для працы неабходны ESC. ESC пераўтворыць энергію пастаяннага току ў трохфазную энергію пераменнага току для кіравання бесщеточнымі рухавікамі пастаяннага току.

Раннія ESC у асноўным адрозніваліся шчотачным кіраваннем рухавіком. Адрозненне паміж шчотачнымі і бесщеточными ESC заключаецца ў іх сумяшчальнасці з адпаведнымі тыпамі рухавікоў. У шчотачных рухавіках выкарыстоўваюцца вугальныя шчоткі, што адрознівае іх ад бесщеточных рухавікоў, у якіх ротар складаецца з магнітных блокаў, а статар застаецца нерухомым. Наменклатура шчотачных і бесщеточных ESC паходзіць з гэтых маторных адрозненняў. У тэхнічным плане матавыя ESC выдаюць энергію пастаяннага току, у той час як бесщеточные ESC выдаюць трохфазны пераменны ток. Магутнасць пастаяннага току, якая сустракаецца ў батарэях з станоўчым і адмоўным клемамі, кантрастуе з сілай пераменнага току, якая вагаецца паміж станоўчым і адмоўным палюсамі па адным провадзе. Разуменне гэтых адрозненняў закладвае аснову для разумення трохфазнага пераменнага току і пастаяннага току.

Бесщеточные ESC атрымліваюць уваход пастаяннага току, стабілізуюць напружанне з дапамогай фільтруючага кандэнсатара і раздзяляюць энергію на дзве галіны: адну для ланцуга выключэння батарэі (BEC) ESC, а другую для выкарыстання MOSFET. Пасля актывацыі мікракантролер ESC ініцыюе ваганне MOSFET, ствараючы характэрны гук працы бесщеточного рухавіка. Некаторыя ESC маюць функцыю каліброўкі дросельнай засланкі для забеспячэння правільнага размяшчэння дросельнай засланкі перад пераходам у рэжым чакання. Мікракантролер у ESC рэгулюе выхад напружання, частату і кірунак руху на аснове ШІМ-сігналаў для кіравання хуткасцю і кірункам рухавіка. Падчас працы рухавіка тры наборы MOSFET у ESC працуюць у тандэме, ствараючы частату 8000 Гц, эфектыўна імітуючы інвертар або рэгулятар хуткасці, які выкарыстоўваецца ў прамысловых рухавіках.

Бесщеточным ESC патрабуецца ўваход пастаяннага току, які звычайна забяспечваецца літыевымі батарэямі. Іх выхад складаецца з трохфазнага пераменнага току, здольнага непасрэдна кіраваць рухавікамі. Для авіяцыйных мадэляў, такіх як квадракоптэры, важныя спецыялізаваныя ESC з трыма лініямі ўводу сігналу для кіравання ШІМ. Квадракоптэры маюць чатыры прапелеры, размешчаныя ў крыжаванай канфігурацыі, каб супрацьстаяць уласцівым тэндэнцыям кручэння. Невялікі дыяметр кожнага прапелера рассейвае цэнтрабежныя сілы, у адрозненне ад традыцыйных вінтакрылых шруб, якія канцэнтруюць інэрцыйныя цэнтрабежныя сілы. У выніку квадракоптэрам патрабуюцца высакахуткасныя ESC для хуткага рэагавання на змены стаўлення, паколькі звычайныя PPM ESC з частатой абнаўлення прыблізна 50 Гц недастатковыя для хуткіх налад, неабходных у кіраванні палётам квадракоптэра.

Выснова. Падводзячы вынік, прынцып кіравання бесщеточным рухавіком пастаяннага току прадугледжвае выкарыстанне электронных рэгулятараў хуткасці для пераўтварэння энергіі пастаяннага току ў трохфазную сетку пераменнага току для прывядзення ў дзеянне бесщеточных рухавікоў. Разуменне тонкасцей працы ESC, ад каліброўкі дросельнай засланкі да апрацоўкі сігналу ШІМ, мае вырашальнае значэнне для аптымізацыі прадукцыйнасці рухавіка ў розных прыкладаннях, у тым ліку ў авіямадэлях, такіх як квадракоптэры. Спецыялізаваныя ESC з высакахуткаснымі інтэрфейсамі сувязі адыгрываюць важную ролю ў забеспячэнні стабільнай дынамікі палёту і магчымасці хуткага рэагавання, што робіць іх незаменнымі кампанентамі сучасных сістэм кіравання рухавікамі.