Универсальная схема ESC для двигателей постоянного тока и генератора переменного тока

В этом посте мы обсуждаем универсальную схему ESC или схему электронного регулятора скорости, которую можно универсально применять для управления любым трехфазным BLDC любого типа или даже двигателем генератора переменного тока.

Что такое ESC

ESC или электронный регулятор скорости - это электронная схема, которая обычно используется для работы и управления трехфазным двигателем BLDC.

Двигатель BLDC обозначает бесщеточный двигатель постоянного тока, в котором четко указано, что такие двигатели не имеют щеток, что совершенно противоположно двигателям щеточного типа, которые используют щетки для коммутации.

Из-за отсутствия щеток двигатели BLDC могут работать с максимальной эффективностью, поскольку отсутствие щеток избавляет их от трения и другой связанной с этим неэффективности.

Однако у двигателей BLDC есть один существенный недостаток: они не могут работать от одного источника питания, как другие щеточные двигатели, вместо этого двигателю BLDC требуется трехфазный драйвер для их работы.

Несмотря на эту техническую сложность, двигатели BLDC становятся более предпочтительными по сравнению с их щеточными аналогами, потому что двигатели BLDC чрезвычайно эффективны с точки зрения энергопотребления и практически не имеют проблем с износом.

Вот почему двигатели BLDC сегодня используются в электрические транспортные средства , ветряные мельницы, самолеты, квадроциклы , и большинство оборудования, связанного с двигателями.

Как обсуждалось выше, управление двигателем BLDC выглядит довольно сложным, и если вы попытаетесь найти драйвер или схему электронного регулятора скорости для двигателей BLDC, вы, вероятно, столкнетесь со схемами, которые слишком сложны с использованием микроконтроллеров или содержат труднодоступные компоненты.

В этом посте мы узнаем, как сделать простую и эффективную схему ESC, которая может быть универсально применена для управления большинством двигателей BLDC путем внесения незначительных изменений.

Как только вы изучите детали схемы, вы сможете использовать ее для создания электрические транспортные средства , квадрокоптеры, роботы, автоматические ворота, пылесосы и любые моторные изделия с максимальной эффективностью.

Схемы трехфазного генератора

Поскольку двигателю BLDC требуется трехфазный сигнал, первое, что необходимо спроектировать, - это схема трехфазного генератора.

На следующих схемах показано, как это можно сделать, используя несколько рабочих частей. использует операционные усилители в то время как второй использует только несколько БЮТ .

Простые трехфазные генераторы

Выход трехфазного сигнала должен быть интегрирован с Схема драйвера трехфазного МОП-транзистора для включения двигателя.

Следовательно, вторым важным элементом является схема управления трехфазным генератором переменного тока, которая должна реагировать на вышеупомянутую схему трехфазного генератора для работы подключенного двигателя BLDC.

Для трехфазного драйвера вы можете использовать любую стандартную трехфазную микросхему драйвера, например A4915, 6EDL04I06NT или нашу старую микросхему IRS233.

В нашей универсальной схеме ESC мы будем использовать IRS233 и посмотрим, как это можно настроить для предполагаемого электронного управления скоростью и реализовать для большинства двигателей BLDC. На следующем изображении показана вся схема предлагаемой конструкции ESC.

Схема ESC

Представленная схема драйвера генератора ESC выглядит довольно просто и, похоже, не использует каких-либо сложных этапов.

Трехфазные сигналы, полученные от схем трехфазного генератора, подаются на входы логических элементов НЕ, показанных в верхнем левом углу приведенной выше схемы.

Эти 3-фазные сигналы преобразуются в требуемые входы Hin и Lin для 3-фазной ИС драйвера Mosfer IRS233.

IC IRS233 обрабатывает эти сигналы для управления подключенным двигателем BLDC с правильной фазой и крутящим моментом через соответствующие МОП-транзисторы или IGBT-транзисторы.

Мы также можем видеть ШИМ-каскад на базе IC 555. Этот каскад сконфигурирован с МОП-транзисторами нижнего уровня или IGBT для разделения их триггеров на соответствующие секции.

Это прерывание затвора заставляет устройства работать со скоростью, определяемой продолжительностью рабочего цикла ШИМ с прерыванием. Более широкий рабочий цикл позволяет двигателю вращаться быстрее, а более узкий рабочий цикл позволяет двигателю пропорционально замедляться.

Скорость ШИМ контролируется через IC 555 через указанный потенциометр ШИМ.