Принцип контроле једносмерног мотора без четкица

Наслов: Принцип управљања једносмерним мотором без четкица

Увод: У области контроле мотора, способност прецизног регулисања ротације и брзине мотора је од највеће важности. Ову контролу омогућавају системи моторних погона, такође познати као електронски регулатори брзине (ЕСЦ). ЕСЦ су категорисани на типове са четкицом и без четкица, у зависности од типа мотора са којим су упарени.

Брушени ДЦ мотори имају стационарни перманентни магнет са калемовима намотаним око ротора. Ротација се постиже повременом променом смера магнетног поља преко контакта четкице и комутатора. Насупрот томе, мотори на једносмерну струју без четкица немају четке и комутаторе; њихови ротори се састоје од трајних магнета док калемови остају непомични. Да би се омогућила ротација у једносмерним моторима без четкица, потребан је електронски регулатор брзине да непрекидно мења смер струје унутар фиксних намотаја, обезбеђујући одбијање између намотаја и трајних магнета да би се одржала ротација.

Док брушени мотори могу да раде без ЕСЦ-а директним напајањем, недостаје им контрола брзине. С друге стране, ДЦ мотори без четкица захтевају ЕСЦ за рад. ЕСЦ претвара једносмерну струју у трофазну наизменичну струју за погон ДЦ мотора без четкица.

Рани ЕСЦ су првенствено карактерисали брушену контролу мотора. Разлика између ЕСЦ-а са четкицом и без четкица лежи у њиховој компатибилности са одговарајућим типовима мотора. Брушени мотори користе угљеничне четке, што их разликује од мотора без четкица код којих је ротор састављен од магнетних блокова, а статор остаје непокретан. Номенклатура ЕСЦ-а са четкицом и без четкица изведена је из ових разлика у моторима. У техничком смислу, брушени ЕСЦ-и дају једносмерну струју, док ЕСЦ-и без четкица производе трофазну наизменичну струју. ДЦ напајање, које се налази у батеријама са позитивним и негативним терминалима, у супротности је са напајањем наизменичном струјом, које осцилира између позитивног и негативног дуж једне жице. Разумевање ових разлика поставља основу за разумевање трофазног напајања наизменичном и једносмерном струјом.

ЕСЦ-ови без четкица примају ДЦ улаз, стабилизују напон помоћу кондензатора за филтрирање и деле снагу на две гране: једну за ЕСЦ-ово коло за елиминацију батерије (БЕЦ) и другу за употребу МОСФЕТ-а. Након активације, ЕСЦ-ов микроконтролер покреће МОСФЕТ осцилацију, производећи карактеристичан звук рада мотора без четкица. Неки ЕСЦ имају функцију калибрације гаса како би се обезбедило правилно позиционирање гаса пре уласка у режим приправности. Микроконтролер унутар ЕСЦ-а прилагођава излазни напон, фреквенцију и смер погона на основу ПВМ сигнала да контролише брзину и смер мотора. Током рада мотора, три сета МОСФЕТ-а унутар ЕСЦ-а раде у тандему да генеришу фреквенцију од 8000Хз, ефективно опонашајући инвертер или регулатор брзине који се користи у индустријским апликацијама мотора.

ЕСЦ без четкица захтевају ДЦ улаз који се обично напаја литијумским батеријама. Њихов излаз се састоји од трофазне струје наизменичне струје која може директно да покреће моторе. За моделе из ваздуха као што су квадрокоптери, неопходни су специјализовани ЕСЦ са три улазне линије сигнала за ПВМ контролу. Квадрокоптери имају четири пропелера распоређена у попречну конфигурацију како би се супротставили инхерентним тенденцијама окретања. Мали пречник сваког пропелера распршује центрифугалне силе, за разлику од традиционалних пропелера роторкрафта који концентришу инерцијалне центрифугалне силе. Као резултат тога, квадрокоптерима су потребни ЕСЦ-ови велике брзине за брзи одговор на промене става, пошто конвенционални ППМ ЕСЦ-ови са стопом ажурирања од приближно 50 Хз нису адекватни за брза подешавања потребна у контроли лета квадрокоптера.

Закључак: Укратко, принцип контроле ДЦ мотора без четкица укључује употребу електронских регулатора брзине за претварање једносмерне струје у трофазну наизменичну струју за погон мотора без четкица. Разумевање замршености рада ЕСЦ-а, од калибрације гаса до ПВМ обраде сигнала, кључно је за оптимизацију перформанси мотора у различитим апликацијама, укључујући моделе из ваздуха као што су квадрокоптери. Специјализовани ЕСЦ са интерфејсима за комуникацију велике брзине играју кључну улогу у обезбеђивању стабилне динамике лета и способности брзог реаговања, што их чини незаменљивим компонентама у савременим системима управљања мотором.