Управление приводом двигателя заключается в контроле вращения или остановки двигателя, а также скорости вращения. Часть, отвечающая за управление приводом двигателя, также называется электронным регулятором скорости (ESC). Электрическая регулировка соответствует использованию различных двигателей, включая бесщеточные и щеточные.
Постоянный магнит щеточного двигателя закреплен, катушка намотана вокруг ротора, а направление магнитного поля изменяется за счет прерывистого контакта между щеткой и коммутатором, обеспечивая непрерывное вращение ротора.
Бесщеточный двигательКак следует из названия, в нем отсутствуют так называемые щетки и коммутатор. Его ротор представляет собой постоянный магнит, а катушка неподвижна. Он напрямую подключен к внешнему источнику питания.
Фактически, бесщеточному двигателю также необходим электронный регулятор, который, по сути, является приводом двигателя. Он в любой момент времени изменяет направление тока внутри неподвижной катушки, чтобы обеспечить взаимное отталкивание между ней и постоянным магнитом и непрерывное вращение.
Бесщеточный двигатель может работать без электрической регулировки; прямое питание двигателя также возможно, но при этом скорость вращения двигателя регулироваться не может. Бесщеточный двигатель должен иметь электрическую регулировку, иначе он не сможет вращаться. Постоянный ток должен быть преобразован в трехфазный переменный ток с помощью бесщеточного регулятора тока.
Самая ранняя электрическая регулировка отличается от современной, самая ранняя — это регулировка щеток. В связи с этим у вас может возникнуть вопрос: что такое регулировка щеток, и чем отличается бесщеточная электрическая регулировка?
На самом деле, между бесщеточными двигателями существует большая разница, основанная на конструкции двигателя. Ротор двигателя, то есть вращающаяся часть, представляет собой магнитный блок, а катушка — это статор, который не вращается, поскольку в середине нет угольных щеток, — это и есть бесщеточный двигатель.
А щеточный двигатель, как следует из названия, использует угольные щетки, поэтому, как мы обычно делаем детям с помощью пульта дистанционного управления, щеточный двигатель — это именно такой двигатель.
В зависимости от типа электрооборудования и его названия — щеточный и бесщеточный — можно выделить два основных типа регулирования мощности. С профессиональной точки зрения, щеточный двигатель выдает постоянный ток, а бесщеточный — трехфазный переменный ток.
Постоянный ток — это электричество, хранящееся в нашей батарее, которое делится на положительный и отрицательный полюса. Питание от бытовой сети 220 В, используемой для зарядки мобильных телефонов или компьютеров, — это переменный ток. Переменный ток имеет определенную частоту и, как правило, представляет собой последовательность плюс-минус, плюс-минус и минус-минус; постоянный ток — это положительный и отрицательный полюса.
Теперь, когда переменный и постоянный ток понятны, что такое трехфазное электричество? Согласно теории, трехфазный переменный ток — это форма передачи электроэнергии, называемая трехфазным электричеством, которая состоит из трех последовательных переменных потенциалов с одинаковой частотой, одинаковой амплитудой и разностью фаз в 120 градусов.
В общем, в наших домах используется трехфазный переменный ток, но помимо напряжения, частоты и угла поворота лопастей, все остальное одинаково. Теперь мы разобрались, что такое трехфазное электричество и постоянный ток.
Бесщеточный двигатель работает на постоянном токе, который стабилизируется через фильтрующий конденсатор. Оба варианта разделены на две части: одна использует электрически управляемый BEC, который служит приемником, а другая — электрически управляемым микроконтроллером (MCU) в источнике питания. Красная и черная линии на выходе показывают выход приемника. Вторая часть использует МОП-транзистор, который, управляясь электрическим током, запускает микроконтроллер (SCM), вызывая вибрацию МОП-транзистора и издавая характерный звук капания из двигателя.
Некоторые системы электрической регулировки оснащены функцией калибровки дроссельной заслонки. Перед переходом в режим ожидания система проверяет, находится ли положение дроссельной заслонки в верхнем, нижнем или среднем положении. Если положение дроссельной заслонки высокое, система переходит в режим калибровки электрической регулировки.
Когда все будет готово, однокристальный микрокомпьютер в блоке электрической регулировки определит выходное напряжение и частоту, а также направление вращения и входной угол для управления скоростью и поворотом двигателя в соответствии с сигналом на ШИМ-линии. Это принцип бесщеточной электромодуляции.
Когда приводной двигатель работает, в электрической модуляции задействованы три группы МОП-транзисторов, по две в каждой группе: положительный выход — управляющий, отрицательный — управляющий. При положительном, отрицательном и отрицательном выходном сигнале выходной сигнал сильно возрастает, образуя переменный ток. Частота работы этих трех групп составляет 8000 Гц. Говоря об этом, бесщеточный электродвигатель также эквивалентен используемому в заводских двигателях частотному преобразователю или регулятору.
Входной ток — постоянный, обычно питаемый от литиевых батарей. Выходной ток — трёхфазный переменный, который может напрямую приводить в движение двигатель.
Кроме того, электронный регулятор бесщеточного двигателя для авиамоделей также имеет три входных сигнальных линии, входной ШИМ-сигнал, используемый для управления скоростью двигателя. Для авиамоделей, особенно для четырехосных, требуются специальные модели из-за их специфики.
Так зачем нужна специальная электрическая настройка квадроцикла, что в ней такого особенного?
Квадроцикл имеет четыре весла, причем два из них расположены относительно перекрестно. Вращение вперед и назад при управлении веслом может компенсировать проблемы с вращением, вызванные вращением одной лопасти.
Диаметр каждого весла невелик, и центробежная сила рассеивается по мере вращения четырех весел. В отличие от прямого весла, здесь действует только одна инерционная центробежная сила, которая создает концентрированную центробежную силу, формирующую гироскопические свойства и предотвращающую быстрое опрокидывание фюзеляжа.
Следовательно, частота обновления сигнала управления рулевым механизмом очень низкая.
Для обеспечения быстрого отклика и реагирования на изменения положения, вызванные дрейфом, требуется высокоскоростная электрическая регулировка по четырем осям. Скорость обновления обычных моделей самолетов с электрическим управлением PPM составляет всего около 50 Гц, что не удовлетворяет потребности в регулировании скорости. Встроенный в микроконтроллер PPM ПИД-регулятор позволяет обеспечить плавное изменение скорости, характерное для обычных моделей самолетов, что не подходит для четырех осей, поскольку при изменении скорости четырех осей требуется быстрая реакция.
Благодаря высокоскоростной специальной электрической регулировке и передаче управляющего сигнала через интерфейс шины IIC, достигается сотни тысяч изменений скорости двигателя в секунду, что позволяет поддерживать стабильный момент ориентации в четырехкоординатном полете. Даже при внезапном воздействии внешних сил устройство остается целым и невредимым.
Вам может понравиться:
Дата публикации: 29 августа 2019 г.
