Regelprincipe van borstelloze motoren

De motorbesturing regelt de rotatie of stop van de motor en de rotatiesnelheid. Het motorbesturingsgedeelte wordt ook wel een elektronische snelheidsregelaar (ESC) genoemd. De elektrische afstelling is afhankelijk van het type motor, inclusief borstelloze en geborstelde motoren.

De permanente magneet van de borstelmotor is vast gemonteerd, de spoel is om de rotor gewikkeld en de richting van het magnetische veld wordt veranderd door een onderbroken contact tussen de borstel en de commutator om de rotor continu te laten draaien.

Borstelloze motorZoals de naam al doet vermoeden, heeft deze rotor geen borstels en commutator. De rotor is een permanente magneet, terwijl de spoel vastzit. Hij is direct aangesloten op de externe voeding.

De borstelloze motor heeft namelijk ook een elektronische regelaar nodig, die in feite een motorstuurinrichting is. Deze verandert op elk moment de stroomrichting in de vaste spoel, zodat de kracht tussen de spoel en de permanente magneet elkaar afstoot en de motor continu kan blijven draaien.

Een borstelloze motor kan werken zonder elektrische afstelling; directe stroomtoevoer naar de motor is voldoende, maar hiermee kan de motorsnelheid niet worden geregeld. Een borstelloze motor heeft elektrische afstelling nodig, anders kan hij niet draaien. Gelijkstroom moet door de borstelloze motor worden omgezet in driefasige wisselstroom.

De allereerste elektrische afstelling is niet te vergelijken met de huidige elektrische afstelling. De allereerste was een borstelmotor. Je vraagt ​​je misschien af ​​wat een borstelmotor precies is en wat het verschil is met een borstelloze motor.

Er is in feite een groot verschil tussen borstelloze motoren en motoren met een koolborstel. Bij een borstelloze motor bestaat de rotor, het draaiende deel, volledig uit een magneetblok, terwijl de spoel, de stator, niet draait omdat er geen koolborstel in het midden zit.

Een borstelmotor, zoals de naam al suggereert, gebruikt koolborstels. Het gaat hier dus om een ​​borstelmotor, zoals de motor met afstandsbediening die kinderen vaak gebruiken.

De twee typen elektrische machines worden aangeduid met de namen borstelloze en borstelloze elektrische regelaars. Vanuit professioneel oogpunt levert een borstelloze machine gelijkstroom, terwijl een borstelloze machine driefasige wisselstroom levert.

Gelijkstroom is de elektriciteit die in onze batterij is opgeslagen en die kan worden opgesplitst in een positieve en een negatieve pool. De netspanning van 220V die we thuis gebruiken voor bijvoorbeeld een oplader voor een mobiele telefoon of een computer, is wisselstroom. Wisselstroom heeft een bepaalde frequentie en bestaat over het algemeen uit een plus- en een minpool die elkaar afwisselen. Gelijkstroom heeft een positieve en een negatieve pool.

Nu we wisselstroom (AC) en gelijkstroom (DC) duidelijk hebben, wat is driefasenstroom? Volgens de theorie is driefasenstroom een ​​vorm van elektriciteitsoverdracht, ook wel driefasenstroom genoemd, die bestaat uit drie afwisselende spanningen met dezelfde frequentie, dezelfde amplitude en een faseverschil van 120 graden.

Over het algemeen hebben we in huishoudens driefasige wisselstroom. Naast spanning, frequentie en aansturingshoek zijn de overige kenmerken hetzelfde. Nu we het verschil tussen driefasige elektriciteit en gelijkstroom begrijpen, kunnen we dit onderscheid maken.

De borstelloze motor krijgt gelijkstroom als ingang, die via een filtercondensator wordt gestabiliseerd. Beide kanalen splitsen zich in tweeën. Het ene kanaal maakt gebruik van een elektrisch aangestuurde BEC (Boot Electrical Circuit), die dient als ontvanger. De elektrisch aangestuurde MCU (Microcontroller) zorgt voor de voeding. De uitgang naar de ontvanger is via de voedingskabel aangegeven met de rode en zwarte draad. Het andere kanaal maakt gebruik van een MOS-transistor. Hier wordt de MOS-transistor elektrisch aangestuurd, waardoor de MCU de MOS-transistor laat trillen en een druppelend geluid produceert.

Sommige elektrische afstellingen zijn uitgerust met een gasklepkalibratiefunctie. Voordat het systeem in de stand-bymodus gaat, controleert het of de gasklepstand hoog, laag of in het midden staat. Als de gasklepstand hoog is, start het systeem de kalibratie van de elektrische afstelling.

Als alles gereed is, bepaalt de microcontroller in de elektrische regeling de uitgangsspanning en -frequentie, evenals de aandrijfrichting en de ingangshoek om de motorsnelheid en -draaiing aan te sturen op basis van het signaal op de PWM-signaallijn. Dit is het principe van borstelloze elektromodulatie.

Wanneer de aandrijfmotor draait, werken in totaal drie groepen MOS-buizen met elektrische modulatie, twee in elke groep. De positieve uitgang is een stuuruitgang en de negatieve uitgang een stuuruitgang. Wanneer de positieve uitgang en de negatieve uitgang niet gelijk zijn, is de uitgangsspanning hoog, waardoor een wisselstroom ontstaat. De frequentie van deze drie groepen is 8000 Hz. Deze borstelloze elektrische regeling is vergelijkbaar met de frequentieregelaar of -omzetter die in fabrieksmotoren wordt gebruikt.

De ingang is gelijkstroom, meestal gevoed door lithiumbatterijen. De uitgang is driefasige wisselstroom, waarmee de motor direct kan worden aangedreven.

Daarnaast heeft de borstelloze elektronische regelaar voor modelvliegtuigen ook drie signaalingangen, waaronder een PWM-ingang, die gebruikt wordt om de motorsnelheid te regelen. Voor modelvliegtuigen, met name voor vierassige modelvliegtuigen, zijn speciale modellen nodig vanwege hun specifieke eigenschappen.

Waarom is speciale elektrische afstelling nodig voor de quad, wat is daar zo speciaal aan?

De quad heeft vier peddels, waarvan er twee elkaar relatief kruisen. De voorwaartse en achterwaartse rotatie van de peddelbesturing kan de problemen met het doorslippen van een enkele peddel veroorzaakte rotatie compenseren.

De diameter van elke roeispaan is klein en de centrifugale kracht wordt verdeeld doordat de vier roeispanen roteren. In tegenstelling tot een rechte peddel is er slechts één inertiële centrifugale kracht die een geconcentreerde centrifugale kracht genereert, waardoor een gyroscopische eigenschap ontstaat die voorkomt dat de romp snel kantelt.

Daarom is de frequentie waarmee het stuursignaal wordt bijgewerkt erg laag.

Voor een snelle respons op houdingsveranderingen als gevolg van afwijkingen is bij vier assen een snelle, elektrisch regelbare motor nodig. De vernieuwingsfrequentie van conventionele PPM-motoren is slechts ongeveer 50 Hz, wat niet voldoet aan de eisen voor snelheidsregeling. De ingebouwde PID-regelaar van de PPM-motor, die elektrisch wordt aangestuurd door een microcontroller, zorgt voor een soepele snelheidsverandering, zoals bij conventionele modelvliegtuigen. Dit is echter niet geschikt voor vier assen, waar een snelle reactie op snelheidsveranderingen van de motor vereist is.

Dankzij snelle, speciale elektrische afstelling en transmissie van stuursignalen via de IIC-businterface kunnen honderdduizenden motortoerentallen per seconde worden gewijzigd. Tijdens vierassige vluchten blijft het houdingsmoment stabiel. Zelfs bij plotselinge schokken van externe krachten blijft het systeem intact.

Dit vind je misschien ook interessant: