Prinċipju ta 'Brushless DC Motor Control

Titolu: Prinċipju tal-Kontroll tal-Mutur DC Brushless

Introduzzjoni: Fil-qasam tal-kontroll tal-muturi, il-kapaċità li tirregola b'mod preċiż ir-rotazzjoni u l-veloċità tal-muturi hija importanti ħafna. Dan il-kontroll huwa ffaċilitat minn sistemi ta 'sewqan bil-mutur, magħrufa wkoll bħala kontrolluri elettroniċi tal-veloċità (ESCs). L-ESCs huma kategorizzati f'tipi brushed u brushless, skond it-tip ta 'mutur li huma paired magħhom.

Il-muturi DC brushed għandhom kalamita permanenti stazzjonarja b'koljaturi mdawrin madwar ir-rotor. Ir-rotazzjoni tinkiseb billi tinbidel b'mod intermittenti id-direzzjoni tal-kamp manjetiku permezz ta 'pinzell u kuntatt tal-kommutatur. B'kuntrast, il-muturi DC mingħajr brushes m'għandhomx xkupilji u kommutaturi; rotors tagħhom jikkonsistu kalamiti permanenti filwaqt li l-coils jibqgħu wieqfa. Biex tippermetti r-rotazzjoni f'muturi DC mingħajr brushes, huwa meħtieġ kontrollur elettroniku tal-veloċità biex ibiddel kontinwament id-direzzjoni tal-kurrent fi ħdan il-coils fissi, u jiżgura repulsjoni bejn il-coils u l-kalamiti permanenti biex isostnu r-rotazzjoni.

Filwaqt li l-muturi brushed jistgħu joperaw mingħajr ESC billi jfornu direttament l-enerġija, m'għandhomx kontroll tal-veloċità. Min-naħa l-oħra, muturi DC mingħajr brushes jeħtieġu ESC għat-tħaddim. L-ESC jikkonverti l-enerġija DC f'enerġija AC bi tliet fażijiet biex issuq muturi DC mingħajr brushes.

L-ESCs bikrija dehru primarjament kontroll tal-mutur brushed. Id-distinzjoni bejn l-ESC brushed u brushless tinsab fil-kompatibilità tagħhom mat-tipi ta 'mutur rispettivi. Il-muturi brushed jutilizzaw xkupilji tal-karbonju, u jiddistingwuhom minn muturi bla brushes fejn ir-rotor huwa magħmul minn blokki manjetiċi u l-istator jibqa' wieqaf. In-nomenklatura tal-ESCs brushed u brushless hija derivata minn dawn id-distinzjonijiet bil-mutur. F'termini tekniċi, l-ESCs brushed joħorġu enerġija DC, filwaqt li l-ESCs bla brushes joħorġu enerġija AC bi tliet fażijiet. L-enerġija DC, li tinsab f'batteriji b'terminals pożittivi u negattivi, tikkuntrasta mal-enerġija AC, li toxxilla bejn pożittiv u negattiv tul wajer wieħed. Il-fehim ta 'dawn id-distinzjonijiet jistabbilixxi l-pedament biex tifhem l-enerġija AC bi tliet fażijiet u l-enerġija DC.

L-ESCs mingħajr brushes jirċievu input DC, jistabbilizzaw il-vultaġġ b'capacitor ta 'filtrazzjoni, u jaqsmu l-enerġija f'żewġ fergħat: waħda għaċ-Ċirkwit Eliminator tal-Batterija (BEC) tal-ESC u oħra għall-użu MOSFET. Mal-attivazzjoni, il-mikrokontrollur tal-ESC jibda l-oxxillazzjoni MOSFET, li jipproduċi l-ħoss karatteristiku tal-operat tal-mutur mingħajr brushes. Xi ESCs għandhom funzjonalità tal-kalibrazzjoni tat-throttle biex jiżguraw pożizzjonament xieraq tat-throttle qabel ma jidħlu fil-modalità standby. Il-mikrokontrollur fi ħdan l-ESC jaġġusta l-output tal-vultaġġ, il-frekwenza, u d-direzzjoni tas-sewqan ibbażati fuq sinjali PWM biex jikkontrolla l-veloċità u d-direzzjoni tal-mutur. Waqt it-tħaddim tal-mutur, tliet settijiet ta 'MOSFETs fi ħdan l-ESC jaħdmu flimkien biex jiġġeneraw frekwenza ta' 8000Hz, li jimitaw b'mod effettiv inverter jew kontrollur tal-veloċità użat f'applikazzjonijiet ta 'mutur industrijali.

L-ESCs mingħajr brushes jeħtieġu input DC tipikament fornut minn batteriji tal-litju. L-output tagħhom jikkonsisti f'enerġija AC bi tliet fażijiet li kapaċi jsuq muturi direttament. Għal mudelli ta 'l-ajru bħal quadcopters, ESCs speċjalizzati bi tliet linji ta' input tas-sinjali għall-kontroll PWM huma essenzjali. Quadcopters jinkludu erba 'skrejjen rranġati f'konfigurazzjoni trasversali biex jikkontrobattu t-tendenzi inerenti ta' għażil. Id-dijametru żgħir ta 'kull skrun ixerred forzi ċentrifugali, b'differenza mill-iskrunijiet tradizzjonali ta' rotorcraft li jikkonċentraw forzi ċentrifugali inerzjali. Bħala riżultat, il-quadcopters jeħtieġu ESCs ta 'veloċità għolja għal rispons rapidu għall-bidliet fl-attitudni, peress li l-ESCs PPM konvenzjonali b'rati ta' aġġornament ta 'madwar 50Hz mhumiex adegwati għall-aġġustamenti rapidi meħtieġa fil-kontroll tat-titjira quadcopter.

Konklużjoni: Fil-qosor, il-prinċipju tal-kontroll tal-mutur DC mingħajr brushes jinvolvi l-użu ta 'kontrolluri elettroniċi tal-veloċità biex jikkonvertu l-enerġija DC f'enerġija AC bi tliet fażijiet għas-sewqan ta' muturi mingħajr brushes. Il-fehim tal-kumplessità tal-operat tal-ESC, mill-kalibrazzjoni tat-throttle għall-ipproċessar tas-sinjali PWM, huwa kruċjali għall-ottimizzazzjoni tal-prestazzjoni tal-mutur f'diversi applikazzjonijiet, inklużi mudelli tal-ajru bħal quadcopters. ESCs speċjalizzati b'interfaces ta 'komunikazzjoni b'veloċità għolja għandhom rwol kritiku fl-iżgurar ta' dinamika tat-titjir stabbli u kapaċitajiet ta 'rispons rapidu, li jagħmluhom komponenti indispensabbli fis-sistemi moderni ta' kontroll tal-mutur.