איך ESC עובד
פורסם על ידי Fengyukun בתאריך
ווסת מהירות אלקטרוני הוא מכשיר אלקטרוני המשמש לשליטה על המהירות והמומנט של מנוע ללא מברשות. העיקרון העיקרי שלו מבוסס על טכנולוגיית PWM (Pulse Width Modulation) ואלגוריתם בקרה בלולאה סגורה.
בווסת מהירות אלקטרונית, טכנולוגיית PWM משמשת לשליטה בזרם ובמהירות המנוע. הוא שולט באספקת מתח DC בעלת ערך קבוע דרך צינור מיתוג (בדרך כלל MOSFET) ליצירת גל מרובע בתדר מסוים, ושולט בזרם ובמהירות המנוע על ידי התאמת מחזור העבודה של הגל הריבועי. בקרי מהירות אלקטרוניים משתמשים בדרך כלל במעגל תלת פאזי של גשר מלא כדי להניע מנוע ללא מברשות. כל זרוע גשר מורכבת ממספר MOSFETs. באמצעות שילובים שונים של מתגי MOSFET, מתממשים בקרת קדימה, אחורה ומהירות של המנוע. .
בנוסף, על מנת להשיג בקרה מדויקת, וסת המהירות האלקטרוני מאמץ אלגוריתם בקרה בלולאה סגורה, לרוב באמצעות אלגוריתם בקרה PID (פרופורציונלי, אינטגרלי, נגזרת). אלגוריתם זה משיג שליטה מדויקת על מהירות המנוע על ידי השוואת המהירות בפועל של המנוע עם המהירות הצפויה וביצוע התאמות מתאימות.
בווסתי מהירות אלקטרוניים, נדרשים גם זיהוי מיקום מנוע וזיהוי פרמטרים של מנוע כדי להשיג פונקציות בקרה והגנה מדויקות בלולאה סגורה. במקביל, מווסת המהירות האלקטרונית צריכה גם לבצע הגנה מפני תקלות כגון זרם יתר, מתח יתר וטמפרטורת יתר כדי להבטיח פעולה בטוחה של המנוע.
בנוסף לטכנולוגיית PWM ואלגוריתמי בקרה בלולאה סגורה, ווסתי מהירות אלקטרוניים כוללים גם את הפעולות הבאות:
זיהוי מיקום מנוע: ווסת המהירות האלקטרונית צריך לזהות את מיקום הרוטור של המנוע לשליטה בלולאה סגורה. זיהוי מיקום מבוצע בדרך כלל באמצעות חיישנים כגון אלמנטים של הול או מקודדים, או באמצעות טכנולוגיית שינוי פאזה אלקטרונית כדי להשיג זיהוי מיקום.
זיהוי פרמטר מנוע: על מנת להשיג שליטה מדויקת, ווסת המהירות האלקטרונית צריך לזהות פרמטרים של מנוע, כגון התנגדות, השראות, פוטנציאל ופרמטרים נוספים. אלגוריתמים כגון ריבועים קטנים משמשים בדרך כלל לזיהוי פרמטרים.
הגנה מפני תקלות: במהלך פעולת המנוע עלולים להתרחש זרם יתר, מתח יתר, טמפרטורת יתר ומצבי תקלה אחרים, ויש לנקוט באמצעי הגנה מתאימים, כגון הגנת זרם יתר, הגנת מתח יתר, הגנת טמפרטורת יתר וכו'.
שינוי פאזה אלקטרוני: ווסת המהירות האלקטרונית משתמש במנוע ללא מברשות לשליטה, ודורש טכנולוגיית שינוי פאזה אלקטרונית כדי לממש את העברת הפאזה של המנוע. שינוי פאזה אלקטרוני שולט בהפעלה וכיבוי של מוספים שונים על ידי זיהוי מיקום הרוטור של המנוע, ובכך משיג סיבוב קדימה ואחורה וויסות מהירות של המנוע.
בנוסף, יש לשים לב לנקודות הבאות עבור ווסתי מהירות אלקטרוניים:
תדר PWM: יש להתאים את בחירת תדר PWM בווסת המהירות האלקטרונית בהתאם לפרמטרים הספציפיים של המנוע ללא מברשות, בדרך כלל בין 1kHz ל-20kHz, כדי להבטיח פעולה יציבה של המנוע.
אלגוריתם בקרה: יש להתאים ולבצע אופטימיזציה של אלגוריתם בקרת PID בווסת המהירות האלקטרונית בהתאם למאפייני המנוע כדי להשיג אפקטי בקרה מדויקים יותר.
הגנת מנוע: על מנת להגן על פעולתו הבטוחה של המנוע, ווסת המהירות האלקטרונית דורשת זרם יתר, מתח יתר, טמפרטורת יתר והגנה מפני תקלות אחרות, במקביל יש לשים לב לעומס ולסביבת הפעולה של המנוע.
בחירת ספק כוח: ווסתי מהירות אלקטרוניים דורשים ספק כוח יציב ואמין, אשר בדרך כלל משתמש באספקת חשמל DC. יש להתאים את בחירת המתח והזרם בהתאם לפרמטרים המדורגים של המנוע.
עיבוד אותות: עיבוד אותות בווסתי מהירות אלקטרוניים דורש סינון, הגברה ופעולות אחרות כדי להבטיח את הדיוק והיציבות של האות.