O controle de acionamento do motor consiste em controlar a rotação ou parada do motor, bem como a velocidade de rotação. A parte de controle de acionamento do motor também é chamada de controlador eletrônico de velocidade (ESC). O ajuste elétrico corresponde ao uso de diferentes motores, incluindo o ajuste elétrico para motores com escova e sem escova.
O ímã permanente do motor de escova é fixo, a bobina é enrolada em torno do rotor e a direção do campo magnético é alterada por um contato descontínuo entre a escova e o comutador para manter o rotor girando continuamente.
Motor sem escovasComo o próprio nome sugere, não possui as chamadas escovas e comutador. Seu rotor é um ímã permanente, enquanto a bobina é fixa. É conectado diretamente à fonte de alimentação externa.
Na verdade, o motor sem escovas também precisa de um regulador eletrônico, que é basicamente um controlador de rotação. Ele altera a direção da corrente dentro da bobina fixa a qualquer momento, de modo a garantir que a força entre ela e o ímã permanente seja mutuamente repulsiva e que a rotação contínua possa ser mantida.
O motor sem escovas pode funcionar sem a necessidade de ajuste elétrico; a alimentação direta de eletricidade ao motor permite seu funcionamento, mas isso não permite o controle da velocidade. O motor sem escovas precisa de ajuste elétrico para girar. A corrente contínua deve ser convertida em corrente alternada trifásica por meio de um regulador de corrente para motores sem escovas.
O sistema de regulagem elétrica mais antigo não era como o sistema atual; o sistema mais antigo era um sistema de regulagem elétrica com escovas. Dito isso, você pode estar se perguntando: o que é um sistema de regulagem elétrica com escovas e qual a diferença para o sistema de regulagem elétrica sem escovas atual?
Na verdade, existe uma grande diferença entre os motores brushless e os convencionais. No motor brushless, o rotor, que é a parte que gira, é composto inteiramente por um bloco magnético, enquanto a bobina é o estator, que não gira, pois não possui escovas de carvão no meio. Este é o motor brushless.
E um motor com escovas, como o nome sugere, é uma escova de carvão; portanto, existe um motor com escovas, como aqueles com os quais as crianças costumam brincar com o controle remoto, que é um motor com escovas.
De acordo com os dois tipos de máquinas elétricas e a nomenclatura de regulação elétrica, com escovas e sem escovas, do ponto de vista técnico, as máquinas com escovas fornecem corrente contínua, enquanto as sem escovas fornecem corrente alternada trifásica.
A corrente contínua é a eletricidade armazenada em nossa bateria, que pode ser dividida em polos positivo e negativo. A fonte de alimentação de 220V de nossas residências, usada para carregar celulares ou computadores, é corrente alternada (CA). A corrente alternada possui uma determinada frequência e, em termos gerais, consiste em uma linha com polaridade positiva e negativa, que se alternam em um movimento contínuo. Já a corrente contínua possui um polo positivo e um polo negativo.
Agora que esclarecemos os conceitos de corrente alternada (CA) e corrente contínua (CC), o que é eletricidade trifásica? De acordo com a teoria, a corrente alternada trifásica é uma forma de transmissão de eletricidade, também chamada de eletricidade trifásica, composta por três potenciais alternados com a mesma frequência, a mesma amplitude e uma diferença de fase de 120 graus sucessivamente.
De modo geral, nossa rede elétrica doméstica utiliza corrente alternada trifásica. Além da tensão, frequência e ângulo de acionamento serem diferentes, os demais aspectos são iguais. Agora, entendemos a diferença entre eletricidade trifásica e corrente contínua.
Sem escovas, a entrada é de corrente contínua, passando por um capacitor de filtro para estabilizar a tensão. Ambos os circuitos são divididos em dois caminhos, um deles controlado eletricamente por um BEC (Controlador Eletrônico de Velocidade). O BEC alimenta o receptor e o microcontrolador (MCU) é usado como fonte de alimentação. A saída para o receptor é representada pelos fios vermelho e preto do cabo de alimentação. O outro caminho utiliza um transistor MOSFET (Motor de Submódulo). Aqui, o circuito é controlado eletricamente, o microcontrolador é acionado, fazendo com que o transistor MOSFET vibre e produza um som característico de gotejamento no motor.
Alguns ajustes elétricos possuem função de calibração do acelerador. Antes de entrar no modo de espera, o sistema monitora se a posição do acelerador está alta, baixa ou intermediária. Se a posição do acelerador estiver alta, o sistema inicia o processo de calibração do ajuste elétrico.
Quando tudo estiver pronto, o microcomputador de chip único no ajuste elétrico determinará a tensão e a frequência de saída, bem como a direção de acionamento e o ângulo de entrada para controlar a velocidade e a rotação do motor, de acordo com o sinal na linha de sinal PWM. Este é o princípio da eletromodulação sem escovas.
Quando o motor de acionamento está funcionando, um total de três grupos de transistores MOSFET operam em modulação elétrica, dois em cada grupo. A saída positiva controla a saída, e a saída negativa controla a saída. Quando a saída positiva está em nível alto, a saída negativa também entra em nível alto, formando uma corrente alternada. Para realizar esse funcionamento, a frequência dos três grupos é de 8000 Hz. Nesse sentido, a regulação elétrica do motor brushless é equivalente à utilizada em motores de fábrica com conversor de frequência ou regulador de velocidade.
A entrada é CC, geralmente alimentada por baterias de lítio. A saída é CA trifásica, que pode acionar o motor diretamente.
Além disso, o controlador eletrônico brushless para aeromodelos também possui três linhas de entrada de sinal, incluindo um sinal PWM, usado para controlar a velocidade do motor. Para aeromodelos, especialmente os de quatro eixos, são necessários controladores especiais devido às suas particularidades.
Então, por que é necessário um ajuste elétrico especial no quadriciclo? O que ele tem de tão especial?
O quadriciclo possui quatro remos, sendo que dois deles estão relativamente cruzados. A rotação para frente e para trás no leme pode compensar os problemas de giro causados pela rotação de uma única pá.
O diâmetro de cada remo é pequeno, e a força centrífuga é dispersa à medida que os quatro remos giram. Ao contrário de um remo reto, existe apenas uma força centrífuga inercial que gera uma força centrífuga concentrada, a qual cria uma propriedade giroscópica, impedindo que a fuselagem vire rapidamente.
Portanto, a frequência de atualização do sinal de controle da caixa de direção é muito baixa.
Para uma resposta rápida em quatro eixos, especialmente em relação a mudanças posturais causadas por desvios, é necessário um ajuste elétrico de alta velocidade. A taxa de atualização do controle elétrico convencional de motores PPM é de apenas cerca de 50 Hz, o que não atende à necessidade de controle de velocidade. O controle elétrico PPM, por sua vez, possui um microcontrolador (MCU) com PID integrado, capaz de proporcionar mudanças de velocidade suaves, características comuns em aeromodelos convencionais. Isso não é adequado para quatro eixos, onde a resposta a mudanças de velocidade dos motores é extremamente rápida.
Com ajuste elétrico especial de alta velocidade e transmissão de sinal de controle pela interface do barramento IIC, é possível atingir centenas de milhares de mudanças de velocidade do motor por segundo, mantendo o momento de atitude estável mesmo em voos de quatro eixos. Mesmo sob o impacto repentino de forças externas, o drone permanece intacto.
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Data da publicação: 29 de agosto de 2019
