ESC:s arbetsprincip

En ESC är en elektronisk enhet som används för att reglera hastighet och vridmoment hos en borstlös motor. Huvudprincipen bygger på PWM-teknik (Pulse Width Modulation) och regleralgoritmer med sluten slinga.

I en ESC används PWM-teknik för att reglera motorns ström och hastighet. Den styr en likströmsförsörjning med konstant värde via kopplingsrör (vanligtvis MOSFET) för att generera en fyrkantvåg med en viss frekvens, och styr motorns ström och hastighet genom att justera fyrkantvågens arbetscykel. En trefas fullbryggskrets används vanligtvis i elektroniska hastighetsregulatorer för att driva borstlösa motorer, där varje bryggarm består av flera MOSFET, och motorn kan roteras framåt, bakåt och hastighetsregleras genom olika kombinationer av MOSFET-omkopplare.



För att uppnå exakt kontroll använder ESC dessutom en kontrollalgoritm med sluten slinga, som vanligtvis är en PID-kontrollalgoritm (Proportional, Integral, Differential). Algoritmen uppnår exakt kontroll av motorhastigheten genom att jämföra motorns faktiska hastighet med den önskade hastigheten och göra justeringar i enlighet med detta.

I den elektroniska regulatorn krävs även detektering av motorposition och identifiering av motorparametrar för att uppnå exakta regler- och skyddsfunktioner i sluten slinga. Samtidigt måste den elektroniska regulatorn också skydda mot överström, överspänning, övertemperatur och andra fel för att säkerställa en säker drift av motorn.

Förutom PWM-teknik och algoritmer för reglering med sluten slinga omfattar den elektroniska regulatorn även följande aspekter av driften:

Detektering av motorposition: den elektroniska hastighetsregulatorn måste detektera motorns rotorläge för reglering i sluten slinga. Positionsdetektering utförs vanligtvis med hjälp av sensorer som Hall-element eller kodare, eller genom att använda elektronisk fasändringsteknik.

Identifiering av motorparametrar: För att uppnå exakt styrning måste ESC identifiera motorparametrar som resistans, induktans, potential och andra parametrar. Algoritmer som minsta kvadratmetoden används vanligtvis för parameteridentifiering.

Felskydd: motordrift, det kan finnas överström, överspänning, övertemperatur och andra fel, behovet av att vidta lämpliga skyddsåtgärder, såsom överströmsskydd, överspänningsskydd, övertemperaturskydd.

Elektronisk fasväxling: elektroniska hastighetsregulatorer använder borstlösa motorer för styrning, vilket kräver elektronisk fasväxlingsteknik för att uppnå motorkommutation. Elektronisk fasväxling genom detektering av motorrotorns position för att styra olika MOSFET på och av, för att uppnå motorns framåt- och bakåtrotation och hastighetsreglering.

Dessutom måste den elektroniska hastighetsregulatorn också vara uppmärksam på följande punkter:

PWM-frekvens: valet av PWM-frekvens i den elektroniska hastighetsregulatorn måste justeras enligt de specifika borstlösa motorparametrarna, i allmänhet mellan 1 kHz och 20 kHz, för att säkerställa en stabil drift av motorn.

Styralgoritm: PID-styralgoritmen i den elektroniska hastighetsregulatorn måste justeras och optimeras i enlighet med motorns egenskaper för att uppnå en mer exakt styreffekt.

Motorskydd: För att skydda motorns driftsäkerhet behöver den elektroniska hastighetsregulatorn skydd mot överström, överspänning, övertemperatur och andra fel, och samtidigt måste man ta hänsyn till motorbelastningen och driftsmiljön.

Val av strömförsörjning: elektroniska hastighetsregulatorer kräver en stabil och tillförlitlig strömförsörjning, i allmänhet med DC-strömförsörjning, spänning och strömval måste justeras enligt motorns nominella parametrar.

Signalbehandling: signalbehandlingen i den elektroniska regulatorn måste filtreras, förstärkas och andra åtgärder vidtas för att säkerställa signalens noggrannhet och stabilitet.