Як працює електронний регулятор швидкості

Електронний регулятор швидкості - це електронний пристрій, який використовується для керування швидкістю та крутним моментом безщіткових двигунів. Його основний принцип заснований на технології ШІМ (широтно-імпульсної модуляції) та алгоритмі керування замкнутим контуром.

В електронних регуляторах швидкості технологія ШІМ використовується для управління струмом і швидкістю двигуна. Він керує джерелом живлення постійного струму для генерування прямокутної хвилі певної частоти через комутаційну трубку (зазвичай MOSFET), а також контролює струм і швидкість двигуна, регулюючи робочий цикл прямокутної форми. Трифазна схема з повним мостом зазвичай використовується в електронних регуляторах швидкості для приводу безщіткових двигунів. Кожне плече моста складається з кількох MOSFET-перемикачів, двигун можна регулювати в прямому, зворотному напрямку та швидкості.

Крім того, щоб досягти точного керування, електронний регулятор швидкості використовує алгоритм замкнутого циклу керування, зазвичай із використанням алгоритму ПІД (пропорційного, інтегрального, похідного). Цей алгоритм забезпечує точне керування швидкістю двигуна шляхом порівняння фактичної швидкості двигуна з бажаною швидкістю та відповідного регулювання.

В електронних регуляторах швидкості визначення положення двигуна та визначення параметрів двигуна також необхідні для досягнення точного замкнутого циклу керування та функцій захисту. У той же час електронний регулятор швидкості також повинен забезпечувати захист від несправностей, таких як перевантаження по струму, перенапруга та перегрівання, щоб забезпечити безпечну роботу двигуна.

На додаток до технології ШІМ і замкнутих алгоритмів керування, електронні регулятори швидкості також включають такі аспекти роботи:

Виявлення положення двигуна: електронний регулятор швидкості повинен визначити положення ротора двигуна для керування замкнутим контуром. Виявлення положення зазвичай використовує такі датчики, як елементи Холла або кодери, або електронну технологію зміни фази для досягнення визначення положення.

Ідентифікація параметрів двигуна: для досягнення точного керування електронний регулятор швидкості повинен ідентифікувати параметри двигуна, такі як опір, індуктивність, потенціал та інші параметри. Для ідентифікації параметрів зазвичай використовуються такі алгоритми, як найменші квадрати.

Захист від несправностей: під час роботи двигуна можуть виникнути перевантаження по струму, перенапруга, перегрівання та інші несправності, і необхідно вжити відповідних заходів захисту, таких як захист від перевантаження по струму, захист від перенапруги, захист від перегріву тощо.

Електронна комутація: Електронний регулятор швидкості використовує для керування безщітковий двигун, і для реалізації комутації двигуна потрібна технологія електронної комутації. Електронна комутація контролює вмикання та вимикання різних МОП-транзисторів шляхом виявлення положення ротора двигуна, таким чином досягаючи прямого та зворотного обертання та регулювання швидкості двигуна.

Крім того, електронні регулятори швидкості також повинні звертати увагу на наступні моменти:

Частота ШІМ: Вибір частоти ШІМ в електронному регуляторі швидкості потрібно регулювати відповідно до конкретних параметрів безщіткового двигуна, як правило, від 1 кГц до 20 кГц, щоб забезпечити стабільну роботу двигуна.

Алгоритм керування: Алгоритм ПІД-регулювання в електронному регуляторі швидкості потрібно налаштувати та оптимізувати відповідно до характеристик двигуна для досягнення більш точних ефектів керування.

Захист двигуна: щоб захистити безпечну роботу двигуна, електронний регулятор швидкості потребує захисту від перевантаження по струму, перенапруги, перегріву та інших несправностей. У той же час необхідно звернути увагу на навантаження та робоче середовище двигуна.

Вибір джерела живлення: для електронних регуляторів швидкості, як правило, використовується стабільне та надійне джерело живлення.

Обробка сигналу: обробка сигналу в електронних регуляторах швидкості вимагає таких операцій, як фільтрація та підсилення, щоб забезпечити точність і стабільність сигналу.