Bešepetėlio nuolatinės srovės variklio valdymo principas

Pavadinimas: Bešepetėlio nuolatinės srovės variklio valdymo principas

Įvadas: Variklių valdymo srityje svarbiausia yra galimybė tiksliai reguliuoti variklių sukimąsi ir greitį. Šį valdymą palengvina variklio pavaros sistemos, dar žinomos kaip elektroniniai greičio reguliatoriai (ESC). ESC skirstomi į šepetinius ir be šepetėlių tipus, atsižvelgiant į variklio tipą, su kuriuo jie yra suporuoti.

Šlifuoti nuolatinės srovės varikliai turi stacionarų nuolatinį magnetą su ritėmis, apvyniotais aplink rotorių. Sukimasis pasiekiamas su pertraukomis keičiant magnetinio lauko kryptį per šepetį ir komutatoriaus kontaktą. Priešingai, nuolatinės srovės varikliuose be šepetėlių trūksta šepečių ir komutatorių; jų rotoriai susideda iš nuolatinių magnetų, o ritės nejuda. Kad būtų galima suktis nuolatinės srovės varikliuose be šepetėlių, reikalingas elektroninis greičio reguliatorius, kuris nuolat keistų srovės kryptį fiksuotose ritėse, užtikrinant atstūmimą tarp ritių ir nuolatinių magnetų, kad palaikytų sukimąsi.

Nors šepečiu varomi varikliai gali veikti be ESC tiesiogiai tiekdami energiją, jiems trūksta greičio kontrolės. Kita vertus, nuolatinės srovės varikliams be šepetėlių reikalingas ESC. ESC paverčia nuolatinę srovę į trifazę kintamosios srovės maitinimą, kad būtų galima valdyti nuolatinės srovės variklius be šepetėlių.

Ankstyvieji ESC pirmiausia buvo valdomi šepečiu. Skirtumas tarp šepečių ir bešepetėlių ESC yra suderinamumas su atitinkamais variklių tipais. Šepečiuotuose varikliuose naudojami angliniai šepečiai, išskiriantys juos nuo variklių be šepetėlių, kurių rotorius sudarytas iš magnetinių blokų, o statorius nejuda. Šepečių ir bešepetėlių ESC nomenklatūra yra kilusi iš šių motorinių skirtumų. Techniškai kalbant, šepetėliai ESC išduoda nuolatinės srovės galią, o bešepetėliai ESC – trifazę kintamosios srovės energiją. DC galia, randama akumuliatoriuose su teigiamais ir neigiamais gnybtais, kontrastuoja su kintamosios srovės maitinimu, kuris svyruoja tarp teigiamo ir neigiamo išilgai vieno laido. Šių skirtumų supratimas sudaro pagrindą suprasti trifazę kintamosios srovės ir nuolatinės srovės galią.

ESC be šepetėlių gauna nuolatinės srovės įvestį, stabilizuoja įtampą filtravimo kondensatoriumi ir padalija maitinimą į dvi šakas: vieną ESC akumuliatoriaus pašalinimo grandinei (BEC), o kitą - MOSFET naudojimui. Įjungus, ESC mikrovaldiklis inicijuoja MOSFET virpesius, sukeldamas būdingą variklio veikimo be šepetėlių garsą. Kai kurie ESC turi droselio kalibravimo funkciją, kad būtų užtikrinta tinkama droselio padėtis prieš įjungiant budėjimo režimą. ESC mikrovaldiklis reguliuoja išėjimo įtampą, dažnį ir pavaros kryptį pagal PWM signalus, kad valdytų variklio greitį ir kryptį. Varikliui veikiant, trys ESC MOSFET rinkiniai veikia kartu, kad generuotų 8000 Hz dažnį, efektyviai imituodami keitiklį arba greičio reguliatorių, naudojamą pramoniniuose varikliuose.

ESC be šepetėlių reikalauja nuolatinės srovės įvesties, kurią paprastai tiekia ličio baterijos. Jų išvestį sudaro trifazė kintamoji galia, galinti tiesiogiai valdyti variklius. Antenos modeliams, pvz., keturkoperiams, būtini specializuoti ESC su trimis signalo įvesties linijomis PWM valdymui. Keturkopteriuose yra keturi sraigtai, išdėstyti kryžmine konfigūracija, kad būtų išvengta būdingų sukimosi tendencijų. Mažas kiekvieno sraigto skersmuo išsklaido išcentrines jėgas, skirtingai nuo tradicinių rotorinių sraigtų, kurie sutelkia inercines išcentrines jėgas. Dėl to keturkoperiams reikia didelės spartos ESC, kad būtų galima greitai reaguoti į požiūrio pokyčius, nes įprastiniai PPM ESC su maždaug 50 Hz atnaujinimo dažniu yra nepakankami norint greitai sureguliuoti keturkopių skrydžio valdymą.

Išvada: Apibendrinant galima teigti, kad bešepetėlių nuolatinės srovės variklio valdymo principas apima elektroninių greičio reguliatorių naudojimą, skirtą nuolatinei srovei paversti trifaziu kintamosios srovės maitinimu, kad būtų galima valdyti variklius be šepetėlių. Suprasti ESC veikimo sudėtingumą, nuo droselio kalibravimo iki PWM signalo apdorojimo, labai svarbu optimizuoti variklio veikimą įvairiose programose, įskaitant antenos modelius, tokius kaip keturkopteriai. Specializuoti ESC su didelės spartos ryšio sąsajomis atlieka svarbų vaidmenį užtikrinant stabilią skrydžio dinamiką ir greito reagavimo galimybes, todėl jie yra būtini šiuolaikinių variklių valdymo sistemų komponentai.