Nguyên lý điều khiển động cơ không chổi than

Bộ điều khiển truyền động động cơ dùng để điều khiển sự quay hoặc dừng của động cơ, và tốc độ quay. Bộ phận điều khiển truyền động động cơ còn được gọi là bộ điều khiển tốc độ điện tử (ESC). Việc điều chỉnh điện tương ứng với việc sử dụng các loại động cơ khác nhau, bao gồm điều chỉnh điện cho động cơ không chổi than và động cơ có chổi than.

Nam châm vĩnh cửu của động cơ chổi than được cố định, cuộn dây được quấn quanh rôto, và hướng của từ trường được thay đổi bằng sự tiếp xúc gián đoạn giữa chổi than và bộ chuyển mạch để giữ cho rôto quay liên tục.

Động cơ không chổi thanNhư tên gọi của nó, động cơ này không có chổi than và cổ góp. Rôto của nó là nam châm vĩnh cửu, trong khi cuộn dây được cố định. Nó được kết nối trực tiếp với nguồn điện bên ngoài.

Trên thực tế, động cơ không chổi than cũng cần một bộ điều tốc điện tử, về cơ bản là một bộ truyền động động cơ. Nó thay đổi hướng dòng điện bên trong cuộn dây cố định bất cứ lúc nào, để đảm bảo lực giữa nó và nam châm vĩnh cửu là lực đẩy lẫn nhau và quá trình quay liên tục có thể được duy trì.

Động cơ không chổi than có thể hoạt động mà không cần điều chỉnh điện, cấp điện trực tiếp cho động cơ là được, nhưng cách này không thể điều khiển tốc độ động cơ. Động cơ không chổi than phải có điều chỉnh điện, nếu không nó sẽ không quay được. Dòng điện một chiều phải được chuyển đổi thành dòng điện xoay chiều ba pha bằng bộ điều chỉnh dòng điện không chổi than.

Động cơ điện đời đầu không giống như động cơ điện hiện nay, động cơ điện đời đầu là động cơ điện có chổi than. Có thể bạn sẽ thắc mắc động cơ điện có chổi than là gì, và động cơ điện không chổi than hiện nay khác với động cơ điện có gì.

Thực tế, có sự khác biệt lớn giữa động cơ không chổi than và động cơ có chổi than dựa trên cấu tạo của động cơ. Rôto của động cơ, phần có thể quay, hoàn toàn là khối nam châm, còn cuộn dây là stato không quay, vì không có chổi than ở giữa, đó chính là động cơ không chổi than.

Và động cơ chổi than, như tên gọi cho thấy, là một loại động cơ sử dụng chổi than, vì vậy, giống như loại động cơ mà trẻ em thường chơi với điều khiển từ xa, đó chính là động cơ chổi than.

Theo hai loại máy điện và tên gọi là máy có chổi than và máy không chổi than - điều chỉnh điện. Từ quan điểm chuyên môn, máy có chổi than tạo ra dòng điện một chiều, trong khi máy không chổi than tạo ra dòng điện xoay chiều ba pha.

Dòng điện một chiều là điện năng được lưu trữ trong pin của chúng ta, có thể được chia thành cực dương và cực âm. Nguồn điện 220V trong nhà chúng ta, được sử dụng cho bộ sạc điện thoại di động hoặc máy tính, là dòng điện xoay chiều. Dòng điện xoay chiều có một tần số nhất định, nói chung là một đường dây có cực dương và cực âm, đảo chiều qua lại; còn dòng điện một chiều là một cực dương và một cực âm.

Giờ chúng ta đã hiểu rõ về dòng điện xoay chiều (AC) và dòng điện một chiều (DC), vậy điện ba pha là gì? Theo lý thuyết, dòng điện xoay chiều ba pha là một dạng truyền tải điện, được gọi là điện ba pha, bao gồm ba điện áp xoay chiều có cùng tần số, cùng biên độ và độ lệch pha 120 độ liên tiếp.

Nói chung, điện ba pha và điện một chiều đều là điện xoay chiều trong nhà chúng ta, ngoài điện áp, tần số và góc dẫn khác nhau thì các yếu tố khác đều giống nhau. Hiện nay, người ta đã hiểu rõ về điện ba pha và điện một chiều.

Động cơ không chổi than, đầu vào là dòng điện một chiều, thông qua tụ lọc để ổn định điện áp. Sau đó, cả hai nhánh được chia thành hai đường, một đường được điều khiển bằng điện sử dụng BEC, BEC dùng cho bộ thu và MCU được điều khiển bằng điện để cấp nguồn, đầu ra đến bộ thu của dây nguồn là các dây màu đỏ và đen, đường còn lại liên quan đến ống MOS để sử dụng, tại đây, khi được điều khiển bằng điện, SCM khởi động, làm cho ống MOS rung, tạo ra tiếng kêu nhỏ giọt của động cơ.

Một số hệ thống điều chỉnh điện được trang bị chức năng hiệu chỉnh bướm ga. Trước khi vào chế độ chờ, hệ thống sẽ giám sát xem vị trí bướm ga đang ở mức cao, thấp hay ở giữa. Nếu vị trí bướm ga ở mức cao, hệ thống sẽ bắt đầu quá trình hiệu chỉnh điều chỉnh điện.

Khi mọi thứ đã sẵn sàng, vi điều khiển đơn chip trong mạch điều chỉnh điện sẽ quyết định điện áp và tần số đầu ra cũng như hướng quay và góc quay đầu vào để điều khiển tốc độ và hướng quay của động cơ theo tín hiệu trên đường tín hiệu PWM. Đây là nguyên lý điều chế điện từ không chổi than.

Khi động cơ dẫn động hoạt động, tổng cộng ba nhóm ống MOS hoạt động trong mạch điều chế điện, mỗi nhóm có hai ống, đầu ra dương điều khiển một đầu ra, đầu ra âm điều khiển một đầu ra. Khi đầu ra dương, đầu ra âm hoặc không âm, đầu ra sẽ có cường độ cao, tạo thành dòng điện xoay chiều. Để thực hiện công việc này, tần số của ba nhóm là 8000 Hz. Nói như vậy, mạch điều chế điện không chổi than cũng tương đương với động cơ nhà máy sử dụng bộ biến tần hoặc bộ điều tốc.

Nguồn đầu vào là dòng điện một chiều (DC), thường được cấp nguồn từ pin lithium. Nguồn đầu ra là dòng điện xoay chiều ba pha (AC), có thể trực tiếp cấp điện cho động cơ.

Ngoài ra, bộ điều tốc điện tử không chổi than cho mô hình máy bay cũng có ba đường tín hiệu đầu vào, tín hiệu PWM đầu vào, được sử dụng để điều khiển tốc độ động cơ. Đối với mô hình máy bay, đặc biệt là mô hình máy bay bốn trục, cần có các bộ điều tốc chuyên dụng do tính đặc thù của chúng.

Vậy tại sao cần phải điều chỉnh điện đặc biệt cho xe địa hình bốn bánh, điều gì đặc biệt ở việc này?

Thuyền bốn mái chèo có bốn tay chèo, và hai tay chèo được bố trí tương đối chéo nhau. Chuyển động quay tiến và quay lùi của mái chèo có thể bù đắp các vấn đề xoay tròn do sự quay của một lưỡi mái chèo duy nhất gây ra.

Đường kính của mỗi mái chèo nhỏ, và lực ly tâm được phân tán khi bốn mái chèo quay. Không giống như mái chèo thẳng, chỉ có một lực ly tâm quán tính tạo ra lực ly tâm tập trung, hình thành nên đặc tính con quay hồi chuyển, giúp thân máy bay không bị lật nhanh.

Do đó, tần suất cập nhật tín hiệu điều khiển hệ thống lái rất thấp.

Để có phản hồi nhanh chóng đối với những thay đổi tư thế do trôi dạt gây ra, cần có hệ thống điều khiển điện tốc độ cao. Tốc độ thay đổi của hệ thống điều khiển điện PPM thông thường chỉ khoảng 50 Hz, không đáp ứng được nhu cầu điều khiển tốc độ. Hơn nữa, bộ điều khiển điện tử PID tích hợp trong PPM có thể cung cấp đặc tính thay đổi tốc độ mượt mà cho máy bay mô hình thông thường, nhưng không phù hợp với hệ thống bốn trục, vì nhu cầu thay đổi tốc độ động cơ bốn trục cần phản ứng nhanh.

Với khả năng điều chỉnh điện tốc độ cao đặc biệt, tín hiệu điều khiển truyền qua giao diện bus IIC, có thể đạt được hàng trăm nghìn lần thay đổi tốc độ động cơ mỗi giây, trong quá trình bay bốn trục, mômen định hướng có thể được duy trì ổn định. Ngay cả khi chịu tác động đột ngột của lực bên ngoài, vẫn hoạt động bình thường.

Có thể bạn sẽ thích: