Бесколлекторный двигатель управление оборотами - Авто журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Бесколлекторный двигатель управление оборотами

Электронный регулятор хода

Электронный регулятор хода (англ. ESC, Electronic Speed Controller ) — устройство для управления оборотами электродвигателя, применяемое на радиоуправляемых моделях с электрической силовой установкой.

Электронный регулятор хода позволяет плавно варьировать электрическую мощность, подаваемую на электродвигатель. В отличие от более простых резистивных регуляторов хода (в настоящее время практически не применяются в моделизме), которые управляли мощностью двигателя путём включения в цепь последовательно с мотором активной нагрузки, превращающей избыточную мощность в тепло, электронный регулятор хода обладает значительно более высоким КПД, не расходуя энергию аккумуляторной батареи на бесполезный нагрев.

Содержание

  • 1 Классификация
  • 2 Общее описание
  • 3 Настраиваемые функции
  • 4 Ссылки

Классификация [ править | править код ]

Электронные регуляторы хода в первую очередь классифицируются в зависимости от типа электродвигателя, для управления которыми предназначены:

  • Для коллекторных электродвигателей;
  • Для бесколлекторных электродвигателей как с датчиками Холла, так и без датчиков. В этом случае связка регулятора с двигателем является подвидом частотно-регулируемого привода.

В зависимости от типа моделей:

Все регуляторы также различаются в зависимости от максимального рабочего тока, напряжения батареи, возможностью работы с аккумуляторами различного типа.

Регуляторы хода для бесколлекторных электродвигателей принципиально отличаются от регуляторов хода для коллекторных моторов: помимо управления мощностью, подводимой к электромотору, они должны определять положение ротора в каждый момент времени, чтобы точно задавать фазы трех питающих напряжений, необходимых для работы бесколлекторного электромотора. Эти регуляторы обычно дороже регуляторов хода для коллекторных двигателей на ту же электрическую мощность. Регулятор хода бесколлекторных электромоторов обеспечивает работу только одного подключенного к нему бесколлекторного мотора, в то время как регулятор хода коллекторных моторов позволяет подсоединить к нему несколько коллекторных моторов последовательно или параллельно, с единственным ограничением, чтобы суммарный ток не превышал максимальный ток, на который рассчитан данный регулятор хода.

Регуляторы хода для судомоделей имеют дополнительную защиту от влаги и часто жидкостное охлаждение забортной водой, что является повсеместной практикой на всех типах моторизованных судов.

Регуляторы хода для автомоделей имеют развитый радиатор воздушного охлаждения и возможность реверса направления вращения электродвигателя.

Общее описание [ править | править код ]

Как правило, на регуляторе также лежит задача обеспечения питанием приемника и всех сервоприводов. Силовые аккумуляторы имеют напряжение 7.4-48 В, в то время как для питания приборов и сервоприводов необходимо 5..6 В, поэтому в регулятор встраивается BEC ( англ. ) (преобразователь напряжения), преобразующий напряжение ходового аккумулятора в более низкое. Мощность встроенного преобразователя напряжения ограничена 1,5-20 А.

Некоторые регуляторы могут иметь на корпусе кнопки для изменения параметров. Другие — настраиваются с помощью обычной аппаратуры управления моделью (путём последовательных манипуляций ручкой газа на передатчике аппаратуры радиоуправления). Некоторые фирмы выпускают специальные кабели для подключения регулятора к специальному настроечному пульту или персональному компьютеру для точной настройки.

Важная функция регулятора — Fail Safe. В случае, если модель потеряет сигнал от передатчика системы радиоуправления, например, при превышении дальности работы или помех в эфире, регулятор немедленно отключает двигатель, а сервомашинки переключатся в заранее выбранные позиции. Как правило, планирование по плавной нисходящей спирали. Эта функция в меньшей степени позволяет сохранить модель от аварии. Основные назначение — безопасность людей (особенно для крупных летательных аппаратов) и посадка ближе к моделисту, чем в случае с абсолютно неуправляемой моделью.

Arduino.ru

Запуск и управление оборотами бесколлекторного двигателя

Здравствуйте,
Вопрос в целом стоит так — имеется такой двигатель (или очень похожий)

Бесколлекторный инраннер B28-47-16S Brushless Inrunner Motor 2400 kv

Технические характеристики:
KV: 2400 rpm/v
Максимальный ток: 28A
Максимальная мощность: 470W
Ток простоя: 1.0A
Сопротивление: 0.038Ω
Рекомендуемый ESC : 35A
Количество элементов: 3-4SLipo

И стоит задача его включения. В кинематической схеме старт под нагрузкой и невозможностью вращения в обратную сторону (стоит храповик). Мощность потребуется в пределах 70-80%, обороты в пределах 50-100%, то есть до 40 000 в минуту

Почитал я литературу, и сделал предварительные выводы-

1.Самый простой способ. взять на том же хобикинге Рекомендуемый ESC : 35A. Чтобы заставить его работать, ему нужно подать серво-сигнал, который представляет собой ШИМ, параметры пока не определил (частоту, напряжение).

2. Построить . Силовая часть из 6 ключей и управление ардуиной.

http://www.avislab.com/blog/brushless05/ и снизу целый список. Хорошо всё рассказано, но не до конца.

Разбирался уже кто-нибудь с такими вопросами? Кто-то может что подсказать?

  • Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

Тут по генератору с регулируемой частотой и скважностью. Автор dimax ежедневно тут, думаю подскажет если что непонятно будет.

А так, думаю действительно проще наверное взять готовый, модельный драйвер.

  • Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии
Читать еще:  Чем завести танковый двигатель

esc 35a стоит дороже двигателя. простой силовой мост с управлением от ардуинки дожен быть ощутимо дешевле. К тому же готовый весьма большой по размеру и избыточный по функционалу. Место где хочу использовать критично к габаритам. То есть всё лишнее надо выкинуть.

изменение оборотов не нужно плавное. достаточно будет 2-х или 3-х ступеней, с переключением кнопкой. Скажем 50-75-95% скорости. Нагрузка пульсирующая, но со временем не меняющаяся (сжатие пружины через редуктор с последующим отпусканием пружины — и следующий цикл)

  • Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

. серво-сигнал, который представляет собой ШИМ, параметры пока не определил (частоту, напряжение).

Вам дело советуют, а вам не нравится.
Что вам не ясно в библиотеке СЕРВО ?

примерно 20 миллисикунд период, 1000 — минимальная скорость, 2000 максимальная (1500- середина)
5 Вольт

Ню-ню, определяйтесь со своими частотами- напряжениями. Флаг в руки.
Учтите только что трёхфазнику под нагрузкой с места стартануть .
Ток сами посчитаете ?

11.1 (14.8) поделите на 0.038Ω

  • Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

римерно 20 миллисикунд период, 1000 — минимальная скорость, 2000 максимальная (1500- середина)

? esc управляется 50 гц шимом? что такое 1000 и 2000?

Учтите только что трёхфазнику под нагрузкой с места стартануть .
Ток сами посчитаете ?

11.1 (14.8) поделите на 0.038Ω

скажите, какая разница? если двигатель будет запускать китайский esc, там они использут не закон ОМА, а закон ома, и поэтому ток там будет гораздо меньше?

есть ещё одна трудность. насколько я разобрался в алгоритмах, esc для моделей запускают двиг следующим образом — для того чтоб определить начальное положение ротора, подаётся небольшой ток на обмотки и ротор устанавливается в определённую точку, после этого уже подаются рабочие импульсы и движок погнал крутиться. Так вот при установке начального положения ротор должен иметь возможность вращаться в обоих направлениях. Для моделей это роли не играет, треть-12 оборота вала, даже если назад. А вот в моей системе этот подход неприменим, назад ничего не вращается. Поэтому нужен пуск строго в одну сторону, т.е. предустановку можно сделать на снятом двигателе, но потом ? И возможно нужен будет двиг с датчиками холла и соответствующим esc

Для бесколлекторного двигателя

H-KING 10A

H-KING 10A Fixed Wing Brushless Speed Controller

470.00 р. нет в наличии

H-KING 20A

H-KING 20A Fixed Wing Brushless Speed Controller

650.00 р. нет в наличии

H-KING 35A

H-KING 35A Fixed Wing Brushless ESC w/XT60 3.5mm Bullets

1 100.00 р. нет в наличии

H-KING 50A

H-KING 50A Fixed Wing Brushless Speed Controller

1 600.00 р. нет в наличии

Hobby King 150A

Регулятор скорости HK 150A отличное устройство для моделей масштабом 1:5 и 1:8.

5 580.00 р. нет в наличии

Hobby King 30A

Hobby King 30A ESC 3A UBEC

1 200.00 р. нет в наличии

Hobby King 50A

Hobby King 50A ESC 4A UBEC

Hobby King X-Car 60A

Бесколлекторный сенсорный регулятор скорости для масштабов 1/10.

HobbyKing 10A

HobbyKing 10A ESC 1A UBEC

HobbyKing 10A с реверсом

HobbyKing® ™ Brushless Car ESC 10A w/ Reverse

HobbyKing 20A

HobbyKing 20A ESC 3A UBEC

890.00 р. нет в наличии

HobbyKing 30А BlueSeries

HobbyKing 30A BlueSeries Brushless Speed Controller

1 200.00 р. нет в наличии

HobbyKing 45A

Бесколлекторный регулятор скорости для масштабов 1/10.

1 800.00 р. нет в наличии

HobbyKing 50А BlueSeries

HobbyKing 50A BlueSeries Brushless Speed Controller

1 750.00 р. нет в наличии

HobbyKing 60А BlueSeries

HobbyKing 60A BlueSeries Brushless Speed Controller

2 100.00 р. нет в наличии

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • >
  • >|

Показано с 1 по 15 из 61 (страниц: 5)

Для контроля числа оборотов электродвигателя на радиоуправляемых моделях устанавливается электронный регулятор хода: благодаря этому устройству становится возможной подача строго определенной мощности на двигатель. Электронный регулятор отличается от устаревших резистивных моделей значительно большей производительностью, отсутствием излишнего перегрева аккумулятора и большей долговечностью.

Что такое регулятор оборотов бесколлекторного двигателя?

Для бесколлекторного электрического мотора регулятор хода сильно отличается от устройства для коллекторных двигателей по конструкции. Устройство не только регулирует мощность, подаваемую на мотор, но и ежесекундно контролирует положение ротора, поскольку это необходимо для определения фаз напряжений для питания. Регулятор оборотов для бесколлекторных моделей подходит для обеспечения функционирования одного двигателя, а не нескольких, как устройства для коллекторных моторов. Стоимость регулятора для бесколлекторных двигателей несколько выше, но она оправдана качеством и необходимыми для работы функциями. Ряд таких устройств имеет дополнительную защиту от перегревания. Современные регуляторы имеют большой диапазон настроек, которые влияют на режим работы, совместимость с тем или иным мотором, а также степень надежности.

Читать еще:  Чем мыть пластик двигателя

Почему купить регулятор стоит именно в нашем магазине?

Если вы хотите приобрести качественный регулятор хода для бесколлекторного двигателя, который прослужит достаточно долгое время, лучше всего заказать его в нашем магазине. У нас представлен большой ассортимент устройств и аксессуаров для бесколлекторных моторов различных автомоделей, в том числе контроллеров для контроля оборотов. У нас продаются только оригинальные устройства, которые прошли проверочные испытания на надежность и соответствие стандартам качества, имеют заводскую гарантию и все необходимые сертификаты. Мы предлагаем товары по наиболее демократичным ценам, которые делают продукцию доступной для всех любителей радиоуправляемых моделей!

бесколлекторный двигатель

Двигатели используются во многих областях техники. Для того чтобы происходило вращение ротора двигателя необходимо наличие вращающегося магнитного поля. В обычных двигателях постоянного тока это вращение осуществляется механическим способом с помощью щеток, скользящих по коллектору. При этом возникает искрение, а, кроме того, из-за трения и износа щеток для таких двигателей необходимо постоянное техническое обслуживание.

Благодаря развитию техники стало возможным генерировать вращающееся магнитное поле электронным способом, что было воплощено в бесколлекторных двигателях постоянного тока (БДПТ).

Устройство и принцип действия

Основными элементами БДПТ являются:

  • ротор, на котором укреплены постоянные магниты;
  • статор, на котором установлены обмотки;
  • электронный контроллер.

По конструкции такой двигатель может быть двух типов:

с внутренним расположением ротора (inrunner)

с внешним расположением ротора (outrunner)

В первом случае ротор вращается внутри статора, а во втором – ротор крутится вокруг статора.

Двигатель типа inrunner используется в том случае, когда необходимо получить большие обороты вращения. Этот двигатель имеет более простую стандартную конструкцию, которая позволяет использовать неподвижный статор для крепления двигателя.

Двигатель типа outrunner подходит для получения большого момента при низких оборотах. В этом случае крепление двигателя производится с использованием неподвижной оси.

Двигатель типа inrunner — большие обороты, низкий крутящий момент. Двигатель типа outrunner — маленькие обороты, высокий крутящий момент.

Число полюсов в БДПТ может быть разным. По числу полюсов можно судить о некоторых характеристиках двигателя. Например, двигатель с ротором, имеющим 2 полюса, имеет большее число оборотов и малый момент. Двигатели с увеличенным количеством полюсов имеют больший момент, но меньшее число оборотов. Изменением числа полюсов ротора можно менять число оборотов двигателя. Таким образом, изменяя конструкцию двигателя, производитель может подобрать необходимые параметры двигателя по моменту и числу оборотов.

Управление БДПТ

Регулятор оборотов, внешний вид

Для управления бесколлекторным двигателем используется специальный контролер — регулятор скорости вращения вала двигателя постоянного тока. Его задачей является генерация и подача в нужный момент на нужную обмотку необходимого напряжения. В контроллере для приборов с питанием от сети 220 В чаще всего используется инверторная схема, в которой происходит преобразование тока с частотой 50 Гц сначала в постоянный ток, а затем в сигналы с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ). Для подачи питающего напряжения на обмотки статора используются мощные электронные ключи на биполярных транзисторах или других силовых элементах.

Регулировка мощности и числа оборотов двигателя осуществляется изменением скважности импульсов, а, следовательно, и действующим значением напряжения, подаваемого на обмотки статора двигателя.

Принципиальная схема регулятора оборотов. К1-К6 — ключи D1-D3 — датчики положения ротора (датчики Холла)

Важным вопросом является своевременное подключение электронных ключей к каждой обмотке. Для обеспечения этого контроллер должен определять положение ротора и его скорость. Для получения такой информации могут быть использованы оптические или магнитные датчики (например, датчики Холла), а также обратные магнитные поля.

Более распространено использование датчиков Холла, которые реагируют на наличие магнитного поля. Датчики размещаются на статоре таким образом, чтобы на них действовало магнитное поле ротора. В некоторых случаях датчики устанавливают в устройствах, которые позволяют изменять положение датчиков и, соответственно, регулировать угол опережения (timing).

Регуляторы оборотов вращения ротора очень чувствительны к силе тока, проходящего через него. Если вы подберете аккумуляторную батарейку с большей выдаваемой силой тока, то регулятор сгорит! Правильно подбирайте сочетания характеристик!

Достоинства и недостатки

По сравнению с обычными двигателями БДПТ имеют следующие достоинства:

  • большой кпд;
  • высокое быстродействие;
  • возможность изменения частоты вращения;
  • отсутствие искрящих щеток;
  • малые шумы, как в звуковом, так и высокочастотном диапазонах;
  • надежность;
  • способность противостоять перегрузкам по моменту;
  • отличное соотношение габаритов и мощности.

Бесколлекторный двигатель отличается большим кпд. Он может достигать 93-95%.

Читать еще:  Что дает кубатура двигателя

Высокая надежность механической части БД объясняется тем, что в нем используются шарикоподшипники и отсутствуют щетки. Размагничивание постоянных магнитов происходит довольно медленно, особенно, если они выполнены с использованием редкоземельных элементов. При использовании в контроллере защиты по току срок службы этого узла довольно высок. Фактически срок службы БДПТ может определяться сроком службы шарикоподшипников.

Недостатками БДПТ является сложность системы управления и высокая стоимость.

Применение

Области применения БДТП следующие:

  • создание моделей;
  • медицина;
  • автомобилестроение;
  • нефтегазовая промышленность;
  • бытовые приборы;
  • военная техника.

Использование БД для авиамоделей дает значительное преимущество по мощности и габаритам. Сравнение обычного коллекторного двигателя типа Speed-400 и БДТП того же класса Astro Flight 020 показывает, что двигатель первого типа имеет кпд 40-60%. Кпд второго двигателя в тех же условиях может достигать 95%. Таким образом, использование БД позволяет увеличить почти в 2 раза мощность силовой части модели или время ее полета.

Благодаря малому шуму и отсутствию нагревания при работе БДПТ широко используются в медицине, особенно в стоматологии.

В автомобилях такие двигатели используются в подъемниках стекол, электростеклоочистителях, омывателях фар и электрорегуляторах подъема кресел.

Отсутствие коллектора и искрения щеток позволяет использовать БД в качестве элементов запорных устройств в нефтегазовой промышленности.

В качестве примера использования БД в бытовой технике можно отметить стиральную машину с прямым приводом барабана компании LG. Эта компания использует БДТП типа Outrunner. На роторе двигателя имеется 12 магнитов, а на статоре – 36 катушек индуктивности, которые намотаны проводом диаметром в 1 мм на сердечники из магнитопроводящей стали. Катушки соединены последовательно по 12 штук в фазе. Сопротивление каждой фазы равно 12 Ом. В качестве датчика положения ротора используется датчик Холла. Ротор двигателя крепится к баку стиральной машины.

Повсеместно данный двигатель используется в жестких дисках для компьютеров, что делает их компактными, в CD и DVD приводах и системах охлаждения для микро-электронотехнических устройств и не только.

Наряду с БД малой и средней мощности в промышленности с тяжелыми условиями работы, судовой и военной промышленностях все больше используются большие БДПТ.

БД большой мощности разработаны для американских ВМС. Например, компания Powertec разработала БДТП мощностью 220 кВт со скоростью в 2000 об/мин. Момент двигателя достигает 1080 Нм.

Кроме указанных областей, БД применяются в проектах станков, прессов, линий для обработки пластмасс, а также в ветроэнергетике и использовании энергии приливных волн.

Характеристики

Основные характеристики двигателя:

  • номинальная мощность;
  • максимальная мощность;
  • максимальный ток;
  • максимальное рабочее напряжение;
  • максимальные обороты (или коэффициент Kv);
  • сопротивление обмоток;
  • угол опережения;
  • режим работы;
  • габаритно-массовые характеристики двигателя.

Основным показателем двигателя является его номинальная мощность, то есть мощность, вырабатываемая двигателем в течение длительного времени его работы.

Максимальная мощность – это мощность, которую может отдать двигатель в течение кратковременного отрезка времени, не разрушаясь. Например, для упомянутого выше бесколлекторного двигателя Astro Flight 020 она равна 250 Вт.

Максимальный ток. Для Astro Flight 020 он равен 25 А.

Максимальное рабочее напряжение – напряжение, которое могут выдержать обмотки двигателя. Для Astro Flight 020 задан диапазон рабочих напряжений от 6 до 12 В.

Максимальное число оборотов двигателя. Иногда в паспорте указывается коэффициент Kv – число оборотов двигателя на один вольт. Для Astro Flight 020 Kv= 2567 об/В. В этом случае максимальное число оборотов можно определить умножением этого коэффициента на максимальное рабочее напряжение.

Обычно сопротивление обмоток для двигателей составляет десятые или тысячные доли Ома. Для Astro Flight 020 R= 0,07 Ом. Это сопротивление влияет на кпд БДПТ.

Угол опережения представляет собой опережение переключения напряжений на обмотках. Оно связано с индуктивным характером сопротивления обмоток.

Режим работы может быть длительным или кратковременным. При долговременном режиме двигатель может работать длительное время. При этом выделяемое им тепло полностью рассеивается и он не перегревается. В таком режиме работают двигатели, например, в вентиляторах, конвейерах или эскалаторах. Кратковременный режим используется для таких устройств, как например, лифт, электробритва. В этих случаях двигатель работает короткое время, а затем долгое время остывает.

В паспорте на двигатель приводятся его размеры и масса. Кроме того, например, для двигателей, предназначенных для авиамоделей, приводятся посадочные размеры и диаметр вала. В частности, для двигателя Astro Flight 020 приведены следующие характеристики:

  • длина равна 1,75”;
  • диаметр равен 0,98”;
  • диаметр вала равен 1/8”;
  • вес равен 2,5 унции.
голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector