ESC ทำงานอย่างไร

ในตัวควบคุมความเร็วแบบอิเล็กทรอนิกส์ เทคโนโลยี PWM ใช้เพื่อควบคุมกระแสและความเร็วของมอเตอร์ โดยจะควบคุมแหล่งจ่ายไฟ DC ค่าคงที่ผ่านท่อสวิตชิ่ง (โดยปกติจะเป็น MOSFET) เพื่อสร้างคลื่นสี่เหลี่ยมที่มีความถี่เฉพาะ และควบคุมกระแสและความเร็วของมอเตอร์โดยการปรับรอบการทำงานของคลื่นสี่เหลี่ยม ตัวควบคุมความเร็วแบบอิเล็กทรอนิกส์มักจะใช้วงจรฟูลบริดจ์สามเฟสในการขับเคลื่อนมอเตอร์แบบไม่มีแปรง แขนของบริดจ์แต่ละอันประกอบด้วย MOSFET หลายตัว ด้วยการใช้สวิตช์ MOSFET ที่แตกต่างกัน ทำให้สามารถควบคุมการเดินหน้า ถอยหลัง และความเร็วของมอเตอร์ได้

นอกจากนี้ เพื่อให้บรรลุการควบคุมที่แม่นยำ ตัวควบคุมความเร็วอิเล็กทรอนิกส์ใช้อัลกอริธึมการควบคุมแบบวงปิด โดยปกติจะใช้อัลกอริธึมควบคุม PID (ตามสัดส่วน อินทิกรัล อนุพันธ์) อัลกอริธึมนี้ทำให้สามารถควบคุมความเร็วมอเตอร์ได้อย่างแม่นยำโดยการเปรียบเทียบความเร็วจริงของมอเตอร์กับความเร็วที่คาดหวังและทำการปรับเปลี่ยนที่สอดคล้องกัน

ในตัวควบคุมความเร็วแบบอิเล็กทรอนิกส์ การตรวจจับตำแหน่งมอเตอร์และการระบุพารามิเตอร์ของมอเตอร์ยังจำเป็นเพื่อให้บรรลุการควบคุมวงปิดและฟังก์ชันการป้องกันที่แม่นยำ ในเวลาเดียวกัน ตัวควบคุมความเร็วแบบอิเล็กทรอนิกส์ยังจำเป็นต้องดำเนินการป้องกันข้อผิดพลาด เช่น กระแสเกิน แรงดันไฟฟ้าเกิน และอุณหภูมิเกิน เพื่อให้มั่นใจว่ามอเตอร์ทำงานอย่างปลอดภัย

นอกเหนือจากเทคโนโลยี PWM และอัลกอริธึมการควบคุมแบบวงปิดแล้ว ตัวควบคุมความเร็วแบบอิเล็กทรอนิกส์ยังเกี่ยวข้องกับการดำเนินการดังต่อไปนี้:

การตรวจจับตำแหน่งมอเตอร์: ตัวควบคุมความเร็วแบบอิเล็กทรอนิกส์จำเป็นต้องตรวจจับตำแหน่งโรเตอร์ของมอเตอร์สำหรับการควบคุมวงปิด การตรวจจับตำแหน่งโดยปกติจะดำเนินการโดยใช้เซ็นเซอร์ เช่น องค์ประกอบฮอลล์หรือตัวเข้ารหัส หรือการใช้เทคโนโลยีการเปลี่ยนเฟสแบบอิเล็กทรอนิกส์เพื่อให้บรรลุการตรวจจับตำแหน่ง

การระบุพารามิเตอร์ของมอเตอร์: เพื่อให้บรรลุการควบคุมที่แม่นยำ ตัวควบคุมความเร็วแบบอิเล็กทรอนิกส์จำเป็นต้องระบุพารามิเตอร์ของมอเตอร์ เช่น ความต้านทาน ตัวเหนี่ยวนำ ศักย์ไฟฟ้า และพารามิเตอร์อื่นๆ อัลกอริทึม เช่น กำลังสองน้อยที่สุด มักใช้เพื่อระบุพารามิเตอร์

การป้องกันข้อผิดพลาด: ในระหว่างการทำงานของมอเตอร์ กระแสไฟเกิน แรงดันไฟฟ้าเกิน อุณหภูมิเกิน และสภาวะความผิดปกติอื่น ๆ อาจเกิดขึ้นได้ และจำเป็นต้องใช้มาตรการป้องกันที่เกี่ยวข้อง เช่น การป้องกันกระแสเกิน การป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกิน การป้องกันอุณหภูมิเกิน ฯลฯ

การเปลี่ยนเฟสแบบอิเล็กทรอนิกส์: ตัวควบคุมความเร็วแบบอิเล็กทรอนิกส์ใช้มอเตอร์ไร้แปรงถ่านในการควบคุม และต้องใช้เทคโนโลยีการเปลี่ยนเฟสแบบอิเล็กทรอนิกส์เพื่อให้ทราบถึงการเปลี่ยนเฟสของมอเตอร์ การเปลี่ยนเฟสแบบอิเล็กทรอนิกส์จะควบคุมการเปิดและปิดมอสเฟตต่างๆ โดยการตรวจจับตำแหน่งโรเตอร์ของมอเตอร์ ดังนั้นจึงบรรลุการหมุนไปข้างหน้าและย้อนกลับและการควบคุมความเร็วของมอเตอร์

นอกจากนี้ จำเป็นต้องสังเกตประเด็นต่อไปนี้สำหรับตัวควบคุมความเร็วแบบอิเล็กทรอนิกส์:

ความถี่ PWM: จำเป็นต้องปรับการเลือกความถี่ PWM ในตัวควบคุมความเร็วอิเล็กทรอนิกส์ตามพารามิเตอร์มอเตอร์ไร้แปรงถ่านเฉพาะ โดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 1kHz ถึง 20kHz เพื่อให้มั่นใจว่ามอเตอร์ทำงานได้อย่างเสถียร

อัลกอริธึมการควบคุม: อัลกอริธึมการควบคุม PID ในตัวควบคุมความเร็วแบบอิเล็กทรอนิกส์จำเป็นต้องได้รับการปรับและปรับให้เหมาะสมตามลักษณะของมอเตอร์เพื่อให้ได้ผลการควบคุมที่แม่นยำยิ่งขึ้น

การป้องกันมอเตอร์: เพื่อปกป้องการทำงานที่ปลอดภัยของมอเตอร์ตัวควบคุมความเร็วอิเล็กทรอนิกส์จำเป็นต้องมีการป้องกันกระแสเกิน แรงดันไฟฟ้าเกิน อุณหภูมิเกิน และข้อผิดพลาดอื่น ๆ ในเวลาเดียวกันต้องให้ความสนใจกับโหลดและสภาพแวดล้อมการทำงานของมอเตอร์

การเลือกแหล่งจ่ายไฟ: ตัวควบคุมความเร็วแบบอิเล็กทรอนิกส์ต้องการแหล่งจ่ายไฟที่เสถียรและเชื่อถือได้ซึ่งโดยทั่วไปจะใช้แหล่งจ่ายไฟ DC จำเป็นต้องปรับการเลือกแรงดันและกระแสตามพารามิเตอร์ที่กำหนดของมอเตอร์

การประมวลผลสัญญาณ: การประมวลผลสัญญาณในตัวควบคุมความเร็วแบบอิเล็กทรอนิกส์จำเป็นต้องมีการกรอง การขยาย และการดำเนินการอื่นๆ เพื่อให้มั่นใจในความแม่นยำและความเสถียรของสัญญาณ