Անխոզանակ DC շարժիչի կառավարման սկզբունքը

Վերնագիր. Անխոզանակ DC շարժիչի կառավարման սկզբունք

Ներածություն. Շարժիչի կառավարման ոլորտում առաջնային է շարժիչների ռոտացիան և արագությունը ճշգրիտ կարգավորելու ունակությունը: Այս կառավարումը նպաստում է շարժիչի շարժիչ համակարգերին, որոնք նաև հայտնի են որպես էլեկտրոնային արագության կարգավորիչներ (ESC): ESC-ները դասակարգվում են խոզանակով և առանց խոզանակների տեսակների, կախված շարժիչի տեսակից, որոնց հետ զուգակցված են:

Խոզանակով DC շարժիչներն ունեն անշարժ մշտական ​​մագնիս, որի պարույրները պտտվում են ռոտորի շուրջը: Պտույտը ձեռք է բերվում խոզանակի և կոմուտատորի կոնտակտի միջոցով մագնիսական դաշտի ուղղությունը ընդհատումներով փոխելու միջոցով: Ի հակադրություն, առանց խոզանակի DC շարժիչները չունեն խոզանակներ և կոմուտատորներ; նրանց ռոտորները բաղկացած են մշտական ​​մագնիսներից, մինչդեռ կծիկները մնում են անշարժ: Անխոզանակ DC շարժիչներում ռոտացիան հնարավոր դարձնելու համար անհրաժեշտ է էլեկտրոնային արագության կարգավորիչ, որը շարունակաբար փոխում է հոսանքի ուղղությունը ֆիքսված պարույրների ներսում՝ ապահովելով վանում կծիկների և մշտական ​​մագնիսների միջև՝ ռոտացիան պահպանելու համար:

Թեև խոզանակով շարժիչները կարող են աշխատել առանց ESC-ի՝ ուղղակիորեն էլեկտրաէներգիա մատակարարելով, նրանք արագության վերահսկման բացակայություն ունեն: Մյուս կողմից, առանց խոզանակի DC շարժիչները շահագործման համար անհրաժեշտ են ESC: ESC-ը հաստատուն հոսանքը փոխակերպում է եռաֆազ AC հոսանքի՝ առանց խոզանակի DC շարժիչները վարելու համար:

Վաղ ESC-ները հիմնականում ցուցադրում էին խոզանակով շարժիչի կառավարում: Խոզանակով և առանց խոզանակների ESC-ների միջև տարբերությունը կայանում է նրանում, որ դրանք համատեղելի են շարժիչի համապատասխան տեսակների հետ: Խոզանակով շարժիչներն օգտագործում են ածխածնային խոզանակներ՝ դրանք տարբերելով առանց խոզանակների շարժիչներից, որտեղ ռոտորը կազմված է մագնիսական բլոկներից, իսկ ստատորը մնում է անշարժ: Խոզանակով և առանց խոզանակների ESC-ների անվանակարգը բխում է այս շարժիչային տարբերություններից: Տեխնիկական առումով, խոզանակով ESC-ները թողարկում են հաստատուն հոսանք, մինչդեռ առանց խոզանակների ESC-ները թողարկում են եռաֆազ AC հոսանք: DC հզորությունը, որը հայտնաբերված է դրական և բացասական տերմինալներով մարտկոցներում, հակադրվում է AC հոսանքի հետ, որը տատանվում է դրականի և բացասականի միջև մեկ մետաղալարի երկայնքով: Այս տարբերությունների ըմբռնումը հիմք է դնում եռաֆազ AC հոսանքի և հաստատուն հոսանքի ըմբռնման համար:

Առանց խոզանակների ESC-ները ստանում են DC մուտք, կայունացնում են լարումը զտիչ կոնդենսատորով և էլեկտրաէներգիան բաժանում են երկու ճյուղերի՝ մեկը ESC-ի մարտկոցի վերացման սխեմայի (BEC) և մյուսը՝ MOSFET-ի օգտագործման համար: Ակտիվացումից հետո ESC-ի միկրոկառավարիչը սկսում է MOSFET-ի տատանումները՝ արտադրելով առանց խոզանակի շարժիչի աշխատանքի բնորոշ ձայնը: Որոշ ESC-ներ ունեն շնչափողի տրամաչափման գործառույթ՝ ապահովելու շնչափողի ճիշտ դիրքավորումը նախքան սպասման ռեժիմ մտնելը: ESC-ի ներսում գտնվող միկրոկոնտրոլերը կարգավորում է լարման ելքը, հաճախականությունը և շարժման ուղղությունը՝ հիմնվելով PWM ազդանշանների վրա՝ շարժիչի արագությունն ու ուղղությունը վերահսկելու համար: Շարժիչի շահագործման ընթացքում ESC-ի ներսում MOSFET-ների երեք հավաքածուները համատեղ աշխատում են՝ ստեղծելով 8000 Հց հաճախականություն՝ արդյունավետ կերպով ընդօրինակելով ինվերտորը կամ արագության կարգավորիչը, որն օգտագործվում է արդյունաբերական շարժիչների կիրառություններում:

Առանց խոզանակների ESC-ները պահանջում են DC մուտքագրում, որը սովորաբար մատակարարվում է լիթիումային մարտկոցներով: Դրանց ելքը բաղկացած է եռաֆազ AC հոսանքից, որը կարող է ուղղակիորեն շարժիչներ վարել: Օդային մոդելների համար, ինչպիսիք են կվադոկոպտերները, PWM-ի կառավարման համար երեք ազդանշանի մուտքային գծերով մասնագիտացված ESC-ները կարևոր են: Քվադկոպտերներն ունեն չորս պտուտակներ, որոնք դասավորված են խաչաձև կոնֆիգուրացիայի մեջ՝ հակազդելու պտտման բնորոշ միտումներին: Յուրաքանչյուր պտուտակի փոքր տրամագիծը ցրում է կենտրոնախույս ուժերը՝ ի տարբերություն ավանդական պտտվող պտուտակների, որոնք կենտրոնացնում են իներցիոն կենտրոնախույս ուժերը։ Արդյունքում, կվադրոկոպտերները պահանջում են բարձր արագությամբ ESC-ներ՝ կեցվածքի փոփոխություններին արագ արձագանքելու համար, քանի որ սովորական PPM ESC-ները մոտավորապես 50 Հց թարմացման արագությամբ անբավարար են քառակոպտերի թռիչքի կառավարման համար անհրաժեշտ արագ ճշգրտումների համար:

Եզրակացություն. Ամփոփելով, առանց խոզանակների DC շարժիչի կառավարման սկզբունքը ներառում է էլեկտրոնային արագության կարգավորիչների օգտագործումը DC էներգիան եռաֆազ AC էներգիայի վերածելու համար՝ առանց խոզանակ շարժիչների վարելու համար: ESC-ի շահագործման բարդությունները հասկանալը` շնչափողի տրամաչափումից մինչև PWM ազդանշանի մշակում, շատ կարևոր է տարբեր կիրառություններում շարժիչի աշխատանքը օպտիմալացնելու համար, ներառյալ օդային մոդելները, ինչպիսիք են կվադկոպտերը: Բարձր արագությամբ հաղորդակցման միջերեսներով մասնագիտացված ESC-ները կարևոր դեր են խաղում կայուն թռիչքի դինամիկայի և արագ արձագանքման հնարավորությունների ապահովման գործում՝ դրանք դարձնելով անփոխարինելի բաղադրիչներ ժամանակակից շարժիչների կառավարման համակարգերում: