Войти
Электронное управление скоростью (ESC ) - это электронная схема, которая контролирует и регулирует скорость электродвигателя. Он также может обеспечивать реверс двигателя и динамическое торможение. Миниатюрные электронные регуляторы скорости используются в радиоуправляемых моделях с электрическим приводом. У полноразмерных электромобилей также есть системы для управления скоростью их приводных двигателей.
Электронная скорость управление следует за сигналом задания скорости (полученным от рычага дроссельной заслонки, джойстика или другого ручного ввода) и изменяет скорость переключения сети из полевых транзисторов (полевых транзисторов). Путем настройки рабочего цикла или частоты переключения транзисторов изменяется скорость двигателя. Быстрое переключение транзисторов - это то, что заставляет сам двигатель издавать характерный пронзительный вой, особенно заметный на более низких скоростях.
Для щеточных двигателей постоянного тока и бесщеточных двигателей постоянного тока требуются различные типы регуляторов скорости. Скорость вращения щеточного двигателя можно регулировать путем изменения напряжения на его якоре. (В промышленности для двигателей с обмотками электромагнитного поля вместо постоянных магнитов также можно регулировать скорость, регулируя силу тока возбуждения двигателя.) Бесщеточный двигатель требует другого принципа работы. Скорость двигателя варьируется, регулируя синхронизацию импульсов тока, подаваемых на несколько обмоток двигателя.
BEC Бесщеточные системы ESC в основном создают трехфазный переменный ток, как частотно-регулируемый привод VFD , для работы бесщеточных двигателей. Бесщеточные двигатели популярны среди любителей радиоуправляемых самолетов из-за их эффективности, мощности, долговечности и легкого веса по сравнению с традиционными щеточными двигателями. Контроллеры бесщеточных двигателей постоянного тока намного сложнее, чем контроллеры щеточных двигателей.
Правильная фаза изменяется в зависимости от вращения двигателя, что должно приниматься во внимание ESC: Обычно обратная ЭДС от обмотки двигателя используются для обнаружения этого вращения, но существуют варианты, в которых используются отдельные магнитные (эффект Холла ) датчики или оптические датчики. Программируемые компьютером регуляторы скорости обычно имеют параметры, определяемые пользователем, которые позволяют устанавливать пределы отключения при низком напряжении, время, ускорение, торможение и направление вращения. Изменение направления вращения двигателя также может быть выполнено переключением любых двух из трех проводов от ESC к двигателю.
ESC обычно рассчитаны на максимальный ток, например, 25 ампер или 25 A. Обычно чем выше номинал, тем ESC имеет тенденцию быть больше и тяжелее, что является фактором при расчете массы и баланса в самолетах. Многие современные ESC поддерживают батареи никель-металлогидрид, литий-ионный полимер и литий-железо-фосфат с различными входными напряжениями и напряжениями отключения. Тип батареи и количество подключенных ячеек является важным фактором при выборе схемы разрядника батареи (BEC), встроенной в контроллер или в качестве автономного устройства. Большее количество подключенных ячеек приведет к снижению номинальной мощности и, следовательно, к меньшему количеству сервоприводов, поддерживаемых встроенным BEC, если он использует линейный регулятор напряжения. Хорошо спроектированный BEC с импульсным регулятором не должен иметь подобных ограничений.
Большинство современных ESC содержат микроконтроллер, интерпретирующий входной сигнал и соответствующим образом управляющий двигателем с помощью встроенной программы или прошивки. В некоторых случаях можно заменить встроенную заводскую прошивку на альтернативную, общедоступную прошивку с открытым исходным кодом. Обычно это делается для адаптации ESC к конкретному приложению. Некоторые регуляторы скорости собираются на заводе с возможностью обновления прошивки пользователем. Другие требуют пайки для подключения программатора. ESC обычно продаются в виде черных ящиков с проприетарной прошивкой. В 2014 году шведский инженер по имени Бенджамин Веддер начал проект ESC с открытым исходным кодом, позже названный VESC. С тех пор проект VESC привлек внимание своими расширенными возможностями настройки и относительно разумной стоимостью сборки по сравнению с другими высокопроизводительными ESC.
Большие, высокие- современные ESC используются в электромобилях, таких как Nissan Leaf, Tesla Roadster (2008), Model S, Model X, Model 3 и Chevrolet Bolt. Энергопотребление обычно измеряется в киловаттах (например, в Nissan Leaf используется двигатель мощностью 160 киловатт, обеспечивающий крутящий момент до 340 Нм). Большинство серийно производимых электромобилей оснащены ESC, которые улавливают энергию, когда автомобиль движется по инерции или тормозит, используя двигатель в качестве генератора и замедляя автомобиль. Уловленная энергия используется для зарядки аккумуляторов и, таким образом, увеличения дальности движения автомобиля (это известно как рекуперативное торможение ). В некоторых транспортных средствах, таких как производимые Tesla, это можно использовать для замедления настолько эффективно, что обычные тормоза автомобиля нужны только на очень низких скоростях (эффект торможения двигателем уменьшается по мере снижения скорости). В других автомобилях, таких как Nissan Leaf, при движении накатом наблюдается лишь небольшой эффект «торможения», а ESC модулирует захват энергии в тандеме с обычными тормозами, чтобы остановить автомобиль.
Электромобиль ESC, используемые в серийных электромобилях, обычно имеют возможность реверсирования, что позволяет двигателю работать в обоих направлениях. Автомобиль может иметь только одно передаточное число, и двигатель просто вращается в противоположном направлении, чтобы заставить автомобиль двигаться задним ходом. Некоторые электромобили с двигателями постоянного тока также имеют эту функцию, используя электрический переключатель для изменения направления двигателя, но другие запускают двигатель в одном и том же направлении все время и используют традиционную ручную или автоматическую коробку передач для изменения направления (обычно это проще, так как автомобиль, используемый для переоборудования, уже имеет трансмиссию, а электродвигатель просто устанавливается вместо исходного двигателя).
Электронный велосипед Мотор, используемый в приложении электрического велосипеда, требует высокого начального крутящего момента и, следовательно, использует коммутацию датчика Холла для измерения скорости. Контроллеры электрических велосипедов обычно используют датчики включения тормозов, датчики вращения педалей и обеспечивают регулируемую с помощью потенциометра скорость двигателя, замкнутый контур контроль скорости для точного регулирования скорости, логику защиты от перенапряжения, перегрузки по току и тепловую защиту. Иногда датчики крутящего момента педали используются для включения поддержки двигателя, пропорционального приложенному крутящему моменту, а иногда обеспечивается поддержка рекуперативного торможения, но нечастое торможение и малая масса велосипедов ограничивают рекуперированную энергию. Реализация описана в бесщеточном двигателе постоянного тока (BLDC) мощностью 200 Вт, 24 В.
PAS или PAS могут появиться в списке компонентов комплектов электрических преобразователей для велосипедов, что подразумевает Датчик помощи педали или иногда датчик помощи педали импульса. Импульс обычно связан с магнитом и датчиком, который измеряет скорость вращения кривошипа. Датчики давления на педали под ногами возможны, но редко.
.
ESC может быть автономным блоком, который подключается к каналу управления дроссельной заслонкой приемника или встроен в сам приемник, как есть случай в большинстве игрушечных автомобилей с дистанционным управлением. Некоторые производители радиоуправляемых устройств, которые устанавливают запатентованную электронику любительского уровня в свои транспортные средства, суда или самолеты начального уровня, используют бортовую электронику, которая объединяет их на одной печатной плате.
. Электронные регуляторы скорости для моделей радиоуправляемых автомобилей могут включать схема устранения батареи для регулирования напряжения для приемника, устраняя необходимость в отдельных батареях приемника. Регулятор может быть линейным или переключаемым. ESC, в более широком смысле, - это контроллеры PWM для электродвигателей. ESC обычно принимает номинальный входной сигнал серво ШИМ 50 Гц, ширина импульса которого варьируется от 1 мс до 2 мс. При подаче импульса шириной 1 мс с частотой 50 Гц ESC отключает двигатель, подключенный к его выходу. Входной сигнал с шириной импульса 1,5 мс приводит двигатель в действие примерно на половину скорости. При поступлении входного сигнала 2,0 мс двигатель работает на полной скорости.
ESC, предназначенные для спортивного использования в автомобилях, как правило, имеют возможность заднего хода; Более новые спортивные элементы управления могут иметь переопределение возможности движения задним ходом, чтобы его нельзя было использовать в гонке. Органы управления, разработанные специально для гонок, и даже некоторые спортивные элементы управления имеют дополнительное преимущество в виде возможности динамического торможения. ESC заставляет двигатель работать как генератор, передавая электрическую нагрузку на якорь. Это, в свою очередь, затрудняет поворот якоря, замедляя или останавливая модель. Некоторые контроллеры добавляют преимущество рекуперативного торможения.
Дрон ESC, разработанные для вертолетов с радиоуправлением, не требуют функции торможения (поскольку однонаправленный подшипник в любом случае сделает его бесполезным), ни они требуется обратное направление (хотя это может быть полезно, поскольку часто бывает трудно получить доступ к проводам двигателя и изменить их после установки).
Многие высокопроизводительные ESC вертолетов предоставляют «режим Governor », который фиксирует обороты двигателя до заданной скорости, что значительно облегчает полет на основе CCPM. Также используется в квадрокоптерах.
ESC, разработанные для радиоуправляемых самолетов, обычно содержат несколько средств безопасности. Если мощность, поступающая от аккумулятора, недостаточна для продолжения работы электродвигателя, ESC снизит или отключит питание двигателя, позволяя продолжать использовать элероны, руль направления и . функция лифта. Это позволяет пилоту сохранять контроль над самолетом до планирования или полета на малой мощности в безопасное место.
ESC, разработанные для лодок, по необходимости являются водонепроницаемыми. Водонепроницаемая конструкция значительно отличается от ESC неморского типа с более плотным воздухозаборником. Таким образом, возникает необходимость в эффективном охлаждении двигателя и ESC для предотвращения быстрого отказа. Большинство регуляторов судового уровня охлаждаются циркулирующей водой от двигателя или отрицательным вакуумом на гребном винте возле выхода приводного вала. Как и автомобильные ESC, лодочные ESC имеют возможность торможения и реверса.
Электронные регуляторы скорости (ESC) являются важным компонентом современных квадрокоптеров (и всех мультикоптеров), которые обеспечивают высокую мощность, высокую частоту и высокое разрешение трехфазного переменного тока для двигателей в чрезвычайно компактная миниатюрная упаковка. Эти летательные аппараты полностью зависят от переменной скорости двигателей, приводящих в движение гребные винты. Этот широкий разброс и точный контроль оборотов двигателя / винта дает все необходимое для управления квадрокоптером (и всеми мультикоптерами).
ESC квадрокоптера обычно могут использовать более высокую частоту обновления по сравнению со стандартным сигналом 50 Гц, используемым в большинстве других приложений RC. В современных мультикоптерах используются различные протоколы ESC, помимо PWM, в том числе Oneshot42, Oneshot125, Multishot и DShot. DShot - это цифровой протокол, который предлагает определенные преимущества перед классическим аналоговым управлением, такие как более высокое разрешение, контрольные суммы CRC и отсутствие дрейфа генератора (устранение необходимости в калибровке). Современные протоколы ESCs могут обмениваться данными со скоростью 37,5 кГц или выше, при этом кадр DSHOT2400 занимает всего 6,5 мкс.
Большинство электрических моделей поездов питаются от электричества, транспортируемого по рельсам или провод к автомобилю, поэтому на борту не должно быть электронного регулятора скорости. Однако это не относится к моделям поездов с цифровыми системами рулевого управления, позволяющими нескольким поездам двигаться по одному и тому же пути с разной скоростью одновременно.
 | На Викискладе есть материалы, связанные с Электронным регулятором скорости. |
