Детаљно објашњење контролера мотора без четкица (ЕСЦ)

 

Када се расправљаДЦ мотори без четкица (БЛДЦ), Често се фокусирамо на његову брзину, обртни момент, густину и друге хардверске параметре, али имају тенденцију да превидите подједнако критичну компоненту - контролер мотора без четкица (електронски регулатор брзине, ЕСЦ за кратко), такође познат као електронски регулатор брзине.

 

У ствари, да ли се наступ мотора без четкица може у потпуности искористити, зависи од контролера који је опремљен. Може се рећи да ЕСЦ није само мозак мотора, већ и одређивање фактора ефикасности реакције и стабилност целог система.

1. Основна дефиниција ЕСЦ-а: "мозак" који контролише брзину мотора

ЕСЦ је електронски модул који је посебно дизајниран за моторе без четкица. Његов јелински задатак је да прими сигнале са главне контролне плоче, даљинског управљача или рачунара и претвори их у напон погона и комутацијске сигнале за трофазно намотавање мотора, чиме се постиже прецизна контрола брзине мотора, смер и почетак \/ кочнице.

 

Повезан је између напајања, мотора без четкица и главног управљачког система, који делује као мост, прилагођавајући режим излаза и комуналне енергије у реалном времену, а неопходан је део моторног система без четкица.

 

2 ЕСЦ Цоре Функционални модули

• Зрели ЕСЦ не може довршити само основну покретање и рад мотора, већ интегрише различите кључне функционалне модуле, укључујући:
• Трофазна контрола комутације: Према ходнику или повратном сигналу за повратне везе, положај ротора је утврђено да постигне ефикасну комутацију;
• Уредба о брзини: Подесите фреквенцију погона и циклус дужности према улазним сигналима као што су ПВМ \/ Аналог \/ УАРТ;
• Струја и заштита напона: Откривање струје мотора и напон батерије како би се избегли пренапонски, претварање и ризике од кратких споја;
• Логика старта-заустављања и кочионице: Подршка меком старту, брзо кочење, обрнуте и друге стратегије контроле;
• Функција државне повратне информације: Хигх-Енд ЕСЦ може пружити повратне информације о брзини, структури, температури и осталим параметрима како би се олакшало формирање система контроле затворене петље.

 

3. Зашто контролер мотора одређује горњу границу перформанси мотора?

Можете поставити: зар мотор није основни хардвер? Да ли је регулатор заиста толико важан?

Ово је сигурно. Тачност алгоритама и одговора на контролу ЕСЦ-а директно одређује да ли мотор "паметно" ради "паметно" и "глатко". Једноставно:

• Ако алгоритам управљања није тачан, брзина је склона флуктуацијама и ефикасност је мала;
• Ако фреквенција вожње није велика, мотор ће створити већу буку и механичку стресу;
• Ако се алгоритми високог реда као што су ФОЦ нису подржани, мотор је тешко постићи високу прецизност контроле позиције \/ позиције.

Другим речима, наступ истог мотора без четкица могу се увелико варирати када су вођени различитим контролорима.

Због тога је у ситуацијама високих потражње као што су ваздухопловна дрона, роботи и медицинска опрема, избор и уклањање погрешака контролера заузимају много енергије у развоју система.

-- Анализа три заједничке методе контроле

Кључ за контролу мотора без четкица (БЛДЦ) је како да "вози" да се правилно ротира. Пошто само мотор без четкица нема четке и комутатора, мора се ослонити на спољни контролер (ЕСЦ) да тачно пружи редослед трофазних енергије завојнице у складу са положајем ротора. Овај процес се назива електронски комутација.

 

Различите методе контроле утицаће на ефикасност, буку, погоршање глаткоће и брзине одговора мотора. Тренутно постоје три главне методе мотора без четкица: контрола квадратних таласа шест корака, контрола синуса и контрола на терену (ФОЦ). Погледајмо их један по један.

 

1. Контрола квадратних таласа шест корака: економски, практични, брзи одговор

Контрола таласа шестостепена таласа (која се такође назива и контрола трапезоидне таласа или контрола замке) је тренутно најчешћа метода контроле трошкова и широко се користи у електричним алатима, дронима, навијачима хлађења и другим производима.

 

Принцип:

У једном електричном циклусу, контролер дели трофазно намотавање мотора у шест држава у фиксној секвенци и циркулише напајање, а укључене су две фазе, а једна фаза је сваки пут искључена, формирајући једноставну ротирајућу магнетну област, чиме се постављају лако ротирајуће магнетно.

 

Предност:

• Алгоритам је једноставан и има ниске хардверске захтеве
• Брзи одговор, погодан за тренутни сценарији убрзања \/ успоравања
• Ниска цена, погодна за велике потрошачке апликације

 

Недостатак:

• Приликом пребацивања фаза, тренутна изненада се мења, што је лако генерисати електромагнетну буку и вибрације
• Ефикасност није добра као контрола синуса, посебно при малим брзинама.
• Није погодно за опрему са строгим захтевима на буци и вибрацијама

2 Контрола сине таласа: глаткији и тиши

Сине Ваве контрола, као и име, подразумева трофазни тренутни таласни облик што је могуће ближе синусном таласу, што може произвести континуираније и стабилније ротирајуће магнетно поље. Напредније је од контроле квадратних таласа и широко се користи у опреми која захтева стабилност и контролу буке, као што је медицинска опрема, електрична возила, индустријски вентилатори итд.

 

Принцип:

Гледањем стола или извођењем прорачуна у реалном времену, контролер тачно модулира трофазну струју у свом положају ротора у сваком тренутку, тако да формира синусни талас са фазним разликама од 120 степени, вожња ротора како би се укратко ротирао.

 

Предност:

• Смањите тренутну мутацију током комутације, значајно смањују буку и вибрације
• Исправљен је постављен процес старта-заустављања, погодан за апликације са високим захтевима удобности
• Висока ефикасност, посебно у средњем и ниском распону брзине

 

Недостатак:

• Високи захтеви за тренутну контролу таласних облика, све веће сложеност и трошкове контролера
• Тачна откривање положаја је основа (обично захтева сензор хода или кодер)

3. Контрола за фоку (контрола на терену): Први избор за системе високих перформанси

ФОЦ, такође познат као теренски оријентисана контрола, је врхунска технологија мотора. Може прецизно синхронизовати тренутно и магнетно поље, чиме се постиже ефикасније и тачније контроле обртног момента. ФОЦ је постао главно решење у индустријским серво системима, роботима и погонима електричних возила.

 

Принцип:

Фоц претвара трофазну струју у Д-Акис и К-Акис компоненте у правоугаони координатни систем кроз математичку трансформацију (Цларке & Парк Трансформатион), а затим самостално контролише тренутну тренутку обртног момента и ексцитационе струје за постизање прецизнијег магнетног поља. Контролор тада генерише излаз ПВМ сигнала кроз обрнуту трансформацију.

 

Предност:

• Може се постићи врло прецизно управљање обртним моментом и контрола брзине
• Брзи реаговање система, одличне динамичке перформансе, глатко старт-уп
• Тренутни таласни облик је синусоидни, побољшавајући ефикасност и смањујући потрошњу енергије
• Може се користити у затвореним серво-серво системима у комбинацији са кодерима како би се постигла контрола позиционирања

 

Недостатак:

• Алгоритам је сложен и регулатор захтева снажну снагу за прераду (као што су МЦУ високих перформанси)
• Исправљање уклањања је тешка, а почетни трошкови развоја и улагања у времену су високи

 

Резиме: Различите методе управљања су погодни за различите сценарије апликација

Метода контроле	Карактеристике	Применљиви сценарији
Контрола квадратних таласа у шест корака	Једноставан, брз одговор, ниска цена	Дронови, електрични алати, навијачи
Контрола синуса таласа	Ниска бука, добра стабилност	Медицинска опрема, електрична возила, кућни апарати
Фок контрола	Висока прецизност и висока ефикасност	Индустријски сервоси, роботи, опрема за аутоматизацију

 

Одабир методе праве контроле зависи од захтева за пријавом, буџетом и очекивања за перформансе система. Ако тражите тачност контроле, радне ефикасности или ниско искуство буке, избор методе контроле је још важнији од самог мотора.

 

Након разумевања контроле контроле контроле без четкица, такође морамо да разумемо и њену унутрашњу структуру и како комуницира са спољним уређајима. Ови садржаји нису само корисни за програмере производа, већ и помоћ корисницима да утврде да ли је контролор погодан за њихову примену.

 

1. Основне компоненте контролера

Иако постоји много врста контролера мотора без четкица на тржишту, основна структура већине ЕСЦС-а је отприлике иста, углавном, укључујући следеће језгрене модуле:

(1) Главни контролни чип (МЦУ)

Главни Цонтрол Цхип је "мозак" контролера, одговоран за пријем упутства, прерађивање алгоритама, модулације излазних сигнала итд. Уобичајени чипови укључују СТМ32, ТИ Ц2000, НКСП итд. Перформансе чипова, тачност контроле, подржане тастере алгоритама (као што су ФОЦ) итд.

 

(2) круг вожње

Погонски круг је одговоран за појачање ПВМ контролног сигнала који је послао главном контролном чипу и вожња МОСФЕТ-ом или ИГБТ уређајем да пружи висок напон напајања на трофазни намотај. Овај део се такође назива и "Повер Стаге".

 

(3) модул за откривање струје и напона

Користи се за праћење струје и напона у реалном времену током рада мотора. Ако је струја превисока или је напон пренизак, регулатор може да предузме заштитне акције на време да спречи паљење мотора или губитка контроле. Стручни сензори сала или отпорници од преливања углавном се користе за откривање струје.

 

(4) модул за управљање напајањем

Претвара главну снагу високог напона (као што је 12В, 24В, 48В итд.) На ниски напон (као што је 3.3В или 5В) који захтева контролни круг. Обично обухвата компоненте као што су ДЦ-ДЦ претварач и регулатор напона како би се осигурало стабилно деловање система.

 

(5) Сигнална интерфејс и заштитни круг

Одговорна за комуникацију са спољним уређајима, укључујући уноса команде и сигнале статуса повратних информација. Поред тога, ЕСЦ је често дизајниран са заштитом од превлачења, заштите од превлаке, ЕСД електростатичком заштитом и другим круговима за побољшање поузданости система.

2 Цоммон Методе уноса сигнала и протоколи комуникације

ЕСЦ треба да одреди како возити мотор на основу сигнала који су послали спољни уређаји (као што је главни управљачки одбор, даљински управљач, ПЛЦ). Због тога је потребно да подржи вишеструке методе уноса и протоколе комуникације. Следеће су тренутне маинстреаме:

 

(1) ПВМ сигнал (најчешћи)

• Начело: Контролишите брзину променом односа високог нивоа (дужни циклус)
• Примена: модели даљинског управљача, контрола вентилатора, електрични скејтборди итд.
• Карактеристике: Једноставан за употребу, снажна компатибилност, али не може да прође сложене упутства

 

(2) сигнал ппм (вишеканални синтеза)

• Принцип: Комбинујте више ПВМ сигнала у једну линију за пренос, погодан за систем даљинског управљача
• Примена: МУЛТИ-РОТОР УАВ, систем даљинског управљача
• Карактеристике: Спремите каблове, погодне за вишеканалну контролу

 

(3) УАРТ серијска комуникација

• Принцип: Пренос упутстава и података (као што су брзина, режим, параметри) у текстуалном формату
• Примена: индустријска аутоматизација, развој робота
• Карактеристике: Подржати двоструку комуникацију, погодно за уклањање погрешака и повратне информације о статусу

 

(4) може се аутобус (мрежа контролера)

• Принцип: Више уређаја дели аутобус и користите оквирску структуру за пренос упутстава и информација о повратним информацијама
• Примена: Аутомобил, индустријски робот, АГВ аутомобил
• Карактеристике: стабилан и поуздан, јак анти-сметње, погодно за управљање са више чвора у сложеним системима

 

(5) и²ц комуникација

• Принцип: Главна робовина структура, две сигналне линије за завршетак двосмерне комуникације
• Примена: Мали паметни уређаји, сензорски интегрисани системи
• Карактеристике: Заузима мање игле, умјерен брзину преноса, али удаљеност не би требало да буде предалеко

 

(6) Аналогни напон улаз

• Принцип: Подешавање брзине путем аналогног сигнала 05В или 03.3В
• Примена: Једноставна индустријска опрема, стари управљачки системи
• Карактеристике: Погодно за приговарање са захтевима ниског контролног тачности, лако се интегришу

 

3. Трендови: Подршка за обавештајне, умрежавање, умрежавање и мулти-протокол

Савремени ЕСЦ није само "Извршилац" који извршава упутства за контролу, али такође има све више могућности као што су интелигентна пресуда, самопостављење параметара и повратне информације о раду. На пример:

• Надгледање статуса Повратне информације: Повратне информације о брзини у реалном времену, струја, напона, температуре итд.
• Даљинска конфигурација: Подесите ПИД параметре и управљање стратегијама на мрежи путем серијског порта или лименке
• Компатибилност са више протокола: Један ЕСЦ подржава и ПВМ и УАРТ, олакшавајући компатибилну интеграцију различитих система

У индустријским или интелигентним апликацијама робота ова врста "Смарт" контролера постаје главни ток.

 

-- Прилагођени погони и глобално поуздане производне могућности

Ако тражите висококвалитетниПроизвођач мотора без четкица, ВСД мотор је ваш избор.Фокусирамо се на истраживање и развој и производњу ДЦ мотора без четкица (БЛДЦ)и посвећени су пружању стабилних и поузданих решења за напајање за различите индустријске, роботике, медицинску опрему и друге сценарије апликације.

 

Наше основне могућности укључују:

Раније конструкцијске опције: Унутрашњи ротор, спољни ротор, равни тип и други дизајн су доступни

Процес производње високо прецизности: Аутоматско навијање, динамично подешавање балансирања и потпуни процес инспекције и испитивања

Поуздана контрола квалитета: Производи су ЦЕ и РоХС сертификовани и пролазе строги тестови старења

Прилагођена услуга: величина, дужина осовине, метода инсталације, интерфејс каблова за ожичење итд. Може се подесити по потреби

 

ВСД-ови производи су извезени у Европу, Северну Америку, југоисточну Азију и друге регионе, а купци су широко препознали широм света. Такође поздрављамо ОЕМ \/ ОДМ сарадњу за заједнички развој моторичких производа погодних за сегментиране сценарије.