Principe de fonctionnement de l'ESC

Un ESC est un dispositif électronique utilisé pour contrôler la vitesse et le couple d'un moteur sans balais. Le principe principal est basé sur la technologie PWM (Pulse Width Modulation) et sur des algorithmes de contrôle en boucle fermée.

Dans un ESC, la technologie PWM est utilisée pour contrôler le courant et la vitesse du moteur. Elle contrôle une alimentation en courant continu à valeur constante par l'intermédiaire de tubes de commutation (généralement des MOSFET) pour générer une onde carrée d'une certaine fréquence, et contrôle le courant et la vitesse du moteur en ajustant le rapport cyclique de l'onde carrée. Un circuit triphasé en pont complet est généralement utilisé dans les variateurs de vitesse électroniques pour piloter les moteurs sans balais, dans lequel chaque bras de pont est constitué de plusieurs MOSFET, et le moteur peut tourner en avant, en arrière et sa vitesse peut être régulée par différentes combinaisons de commutateurs MOSFET.



En outre, pour obtenir un contrôle précis, l'ESC utilise un algorithme de contrôle en boucle fermée, qui est généralement un algorithme de contrôle PID (proportionnel, intégral, différentiel). L'algorithme permet un contrôle précis de la vitesse du moteur en comparant la vitesse réelle du moteur à la vitesse souhaitée et en procédant à des ajustements en conséquence.

Dans le régulateur électronique, la détection de la position du moteur et l'identification des paramètres du moteur sont également nécessaires pour obtenir un contrôle en boucle fermée précis et des fonctions de protection. Parallèlement, le régulateur électronique doit également assurer une protection contre les surintensités, les surtensions, les surchauffes et autres défauts afin de garantir un fonctionnement sûr du moteur.

Outre la technologie PWM et les algorithmes de contrôle en boucle fermée, le régulateur électronique implique également les aspects suivants du fonctionnement :

Détection de la position du moteur : le régulateur électronique de vitesse doit détecter la position du rotor du moteur pour le contrôle en boucle fermée. La détection de la position est généralement effectuée à l'aide de capteurs tels que des éléments Hall ou des encodeurs, ou en utilisant des techniques électroniques de changement de phase.

Identification des paramètres du moteur : pour obtenir une commande précise, l'ESC doit identifier les paramètres du moteur tels que la résistance, l'inductance, le potentiel et d'autres paramètres. Des algorithmes tels que les moindres carrés sont généralement utilisés pour l'identification des paramètres.

Protection contre les pannes : le fonctionnement du moteur peut entraîner des surintensités, des surtensions, des surchauffes et d'autres pannes ; il est donc nécessaire de prendre des mesures de protection appropriées, telles que la protection contre les surintensités, la protection contre les surtensions et la protection contre les surchauffes.

Changement de phase électronique : le variateur de vitesse électronique adopte un moteur sans balais pour le contrôle, ce qui nécessite une technologie de changement de phase électronique pour réaliser la commutation du moteur. La commutation de phase électronique utilise la détection de la position du rotor du moteur pour contrôler différents MOSFET en marche et en arrêt, afin de réaliser la rotation avant et arrière du moteur et la régulation de la vitesse.

En outre, le contrôleur électronique de vitesse doit également prêter attention aux points suivants :

Fréquence PWM : le choix de la fréquence PWM dans le contrôleur électronique de vitesse doit être ajusté en fonction des paramètres spécifiques du moteur sans balais, généralement entre 1kHz et 20kHz, afin d'assurer un fonctionnement stable du moteur.

Algorithme de contrôle : l'algorithme de contrôle PID du contrôleur électronique de vitesse doit être ajusté et optimisé en fonction des caractéristiques du moteur afin d'obtenir un effet de contrôle plus précis.

Protection du moteur : afin de garantir la sécurité de fonctionnement du moteur, le variateur de vitesse électronique doit être protégé contre les surintensités, les surtensions, les surchauffes et autres défaillances, tout en tenant compte de la charge du moteur et de l'environnement de fonctionnement.

Sélection de l'alimentation : le variateur de vitesse électronique nécessite une alimentation stable et fiable, utilisant généralement une alimentation en courant continu, la sélection de la tension et du courant doit être ajustée en fonction des paramètres nominaux du moteur.

Traitement du signal : le traitement du signal dans le régulateur électronique doit être filtré, amplifié et faire l'objet d'autres opérations pour garantir la précision et la stabilité du signal.