Kiirusekontrollereid - ingliskeelses kogukonnas nimetatakse - Electric Speed Controller (elektrooniline kiiruse regulaator) või lühendatult - ESC. ESC põhiülesanne on energia ülekandmine akust harjadeta mootorile. Vajadus nende kasutamiseks tekkis BC-mootori mõne funktsiooni tõttu. Lühidalt öeldes toidab aku alalisvoolu, samal ajal kui harjadeta mootor võtab vastu kolmefaasilist vahelduvvoolu.
Side multikopteri teiste komponentidega.
ESC sisendit toidetakse pingega akult ja signaalid lennukontrollerilt ning kontroller annab väljundile ajami juhtpinge. Sellest lähtuvalt peab regulaator tagama:
*Kõige lihtsam ühendusskeem.
Lisaks põhifunktsioonile saavad kiiruskontrollerid edastada voolu ka teistele drooni komponentidele: lennukontrollerile, servodele jne. See saavutatakse aku eemaldamise üksuse lisamisega regulaatorisse - Battery Eliminator Circuit (edaspidi BEC).
BEC-i kasutamine lihtsustab oluliselt drooni disaini, kuid sellel skeemil on mitmeid puudusi. Aku välistusseade võib suurte pingekõikumiste ja suure koormuse korral üle kuumeneda. Lisaks kipuvad BEC-ga ESC-d olema kallimad kui ilma plokita ESC-d.
Nõus, loogilisem ja odavam oleks teha eraldi ESC ja eraldi BEC. Selline lahendus on olemas ja seda nimetatakse universaalseks aku eemaldamise vooluringiks, edaspidi UBEC.
UBEC— ühendub otse akuga ja toidab soovitud drooniseadet. Selle lähenemisviisi eelised on üsna märkimisväärsed:
BEC-e on kahte tüüpi: lineaarne (LBEC) ja impulss (SBEC).
Arvestades, et paljud tootjad paigaldavad oma UBECLC-dele filtreid (ja kui filtrit ikka pole, saab neid odavalt osta ja lihtsalt paigaldada), kasutavad professionaalid oma kopterites SBEC regulaatoreid.
Kuna kiiruskontroller teostab mõningaid teisendusi kõrgel sagedusel ja seda saab konfigureerida erinevatele töörežiimidele, kirjutatakse selle jaoks eraldi tarkvara, mida nimetatakse püsivaraks. See võimaldab teil parandada juhtimisalgoritmide varasemaid vigu, luua täiustatud püsivara (ja seeläbi näiteks vähendada aku tarbimist keskmise gaasiga) ja toota paindlikud sätted. Tuntud firmade, näiteks DJI, kopterites muudetakse kontrolleri tarkvara automaatselt lennukontrolleri abil.
Tähelepanu! Tarkvara ümberkirjutamine kiirusregulaatoritele võib kaasa tuua erinevat tüüpi drooni kahjustusi, aga ka garantiiteenindusest eemaldamise! Pidage meeles, et teete seda omal riisikol!
Kontrolleri tarkvara saate muuta mitmel viisil.
Kolmas võimalus on lihtsam ja seda rakendatakse praegu aktiivselt uutes mudelites.
Kõigest eelnevast lähtudes saame esile tõsta erikriteeriume drooni kiirusregulaatori valimisel:
Elektrimootori kasutamisel tööriistades on üheks tõsiseks probleemiks nende pöörlemiskiiruse reguleerimine. Kui kiirus pole piisavalt suur, pole tööriist piisavalt tõhus.
Kui see on liiga kõrge, ei põhjusta see mitte ainult märkimisväärset ülekulu elektrienergia, vaid ka tööriista võimalikku läbipõlemist. Liiga suure pöörlemiskiiruse korral võib ka tööriista töö muutuda vähem etteaimatavaks. Kuidas seda parandada? Selleks on tavaks kasutada spetsiaalset pöörlemiskiiruse regulaatorit.
Mootor elektritööriistadele ja kodumasinad jaguneb tavaliselt ühte kahest põhitüübist:
Varem oli nendest kategooriatest teine suurim levik. Tänapäeval on ligikaudu 85% elektritööriistades, kodu- või köögiseadmetes kasutatavatest mootoritest kommutaatori tüüpi. Seda seletatakse asjaoluga, et need on kompaktsemad, võimsamad ja nende haldamise protsess on lihtsam.
Iga elektrimootori töö põhineb väga lihtsal põhimõttel: Kui asetada magneti pooluste vahele ristkülikukujuline raam, mis võib pöörata ümber oma telje, ja lasta sellest läbi alalisvool, hakkab raam pöörlema. Pöörlemissuund määratakse "parema käe reegli" järgi.
Seda mustrit saab kasutada kommutaatormootori käitamiseks.
Oluline punkt on siin voolu ühendamine selle raamiga. Kuna see pöörleb, kasutatakse selleks spetsiaalseid libisevaid kontakte. Pärast raami 180 kraadi pööramist voolab nende kontaktide kaudu vool sisse vastupidine suund. Seega jääb pöörlemissuund samaks. Samal ajal sujuv pöörlemine ei tööta. Selle efekti saavutamiseks on tavaks kasutada mitukümmend kaadrit.
Kommutaatormootor koosneb tavaliselt rootorist (armatuurist), staatorist, harjadest ja tahhogeneraatorist:
Kommutaatormootori kiiruse reguleerimise lihtsuse määrab asjaolu, et pöörlemiskiirus sõltub otseselt rakendatud pinge suurusest.
Peale selle, oluline omadus on see, et pöörlemistelje saab kinnitada otse pöörlevate tööriistade külge ilma vahepealseid mehhanisme kasutamata.
Kui räägime nende klassifikatsioonist, võime rääkida:
Sel juhul räägime sellest, millist voolu kasutatakse elektrimootorite toiteks.
Klassifikatsiooni saab teha ka mootori ergutamise põhimõtte järgi. Harjatud mootori konstruktsioonis antakse elektritoide nii mootori rootorile kui ka staatorile (kui see kasutab elektromagneteid).
Erinevus seisneb selles, kuidas need ühendused on korraldatud.
Siin on tavaks eristada:
Nüüd räägime sellest, kuidas saate kiirust reguleerida kommutaatori mootorid. Kuna mootori pöörlemiskiirus sõltub lihtsalt tarnitava pinge suurusest, on kõik seda funktsiooni täitvad reguleerimisvahendid selleks üsna sobivad.
Loetleme näitena mõned neist valikutest:
Kõigil ülaltoodud meetoditel on aga väga oluline viga. Koos kiiruse vähenemisega väheneb ka mootori võimsus. Mõnel juhul saab selle peatada isegi lihtsalt käega. Mõnel juhul võib see olla vastuvõetav, kuid enamikul juhtudel on see tõsine takistus.
Hea võimalus on kiiruse reguleerimine tahhogeneraatori abil. Tavaliselt paigaldatakse see tehases. Kui mootori pöörlemiskiiruses esineb kõrvalekaldeid, edastatakse mootorile juba reguleeritud toiteallikas, mis vastab vajalikule pöörlemiskiirusele. Kui integreerite sellesse vooluringi mootori pöörlemisjuhtimise, siis võimsust ei kao.
Kuidas see konstruktiivselt välja näeb? Kõige tavalisemad on reostaatiline pöörlemisjuhtimine ja need, mis on valmistatud pooljuhtide abil.
Esimesel juhul räägime mehaanilise reguleerimisega muutuvast takistusest. See on järjestikku ühendatud kommutaatori mootoriga. Puuduseks on täiendav soojuse teke ja aku kasutusea täiendav raiskamine. Selle reguleerimismeetodiga kaob mootori pöörlemisvõimsus. On odav lahendus. Nimetatud põhjustel ei kehti piisavalt võimsate mootorite puhul.
Teisel juhul, pooljuhtide kasutamisel, juhitakse mootorit teatud impulsside rakendamisega. Ahel võib muuta selliste impulsside kestust, mis omakorda muudab pöörlemiskiirust ilma võimsuse kadumiseta.
Neid on erinevaid valikuid kohandamisskeemid. Tutvustame ühte neist üksikasjalikumalt.
See toimib järgmiselt.
Algselt töötati see seade välja elektrisõidukite kommutaatori mootori reguleerimiseks. Rääkisime ühest, kus toitepinge on 24 V, kuid see konstruktsioon on rakendatav ka teistele mootoritele.
Ahela nõrk koht, mis selgus selle töö testimisel, on halb sobivus väga suured väärtused voolutugevus.
Selle põhjuseks on ahela transistori elementide töö mõningane aeglustumine.
Soovitatav on, et vool ei ületaks 70 A. Selles vooluringis pole voolu- ega temperatuurikaitset, mistõttu on soovitatav sisse ehitada ampermeeter ja jälgida voolu visuaalselt. Lülitussagedus on 5 kHz, selle määrab kondensaator C2, mille võimsus on 20 nf.
Voolu muutudes võib see sagedus muutuda vahemikus 3 kHz kuni 5 kHz. Voolu reguleerimiseks kasutatakse muutuvat takistit R2. Kodus elektrimootori kasutamisel on soovitatav kasutada standardset tüüpi regulaatorit.
Samal ajal on soovitatav valida R1 väärtus nii, et regulaatori töö oleks õigesti konfigureeritud. Mikroskeemi väljundist läheb juhtimpulss transistorite KT815 ja KT816 abil tõukevõimendisse ning seejärel transistoridele.
Sellel diagrammil on lisaks näidatud 2 45 oomi takistit. Seda tehakse tavalise arvuti ventilaatori võimalikuks ühendamiseks seadme jahutamiseks. Elektrimootori kasutamisel koormusena on vaja vooluahel blokeerida blokeeriva (siibri) dioodiga, mis oma omadustelt vastab kahekordsele koormusvoolule ja kahekordsele toitepingele.
Seadme kasutamine sellise dioodi puudumisel võib põhjustada rikke võimaliku ülekuumenemise tõttu. Sel juhul tuleb diood asetada jahutusradiaatorile. Selleks võite kasutada metallplaati, mille pindala on 30 cm2.
Reguleerivad lülitid töötavad nii, et nende võimsuskaod on üsna väikesed. IN Algses disainis kasutati tavalist arvuti ventilaatorit. Selle ühendamiseks kasutati piiravat takistust 100 oomi ja toitepinget 24 V.
Kokkupandud seade näeb välja selline:
Toiteploki valmistamisel (alumisel joonisel) tuleb juhtmed ühendada nii, et oleks minimaalselt painutatud neid juhte, millest läbivad suured voolud Näeme, et sellise seadme valmistamine nõuab teatud erialaseid teadmisi ja oskused. Võib-olla on mõnel juhul mõttekas kasutada ostetud seadet.
Kõige õigemaks valimiseks sobiv tüüp regulaator, peab teil olema hea ettekujutus sellest, mis tüüpi selliseid seadmeid on:
Sõltuvalt eesmärgist ja tarbijaomadustest võivad regulaatorite hinnad oluliselt erineda.
Enamasti jäävad need vahemikku umbes 3,5 tuhat rubla kuni 9 tuhat:
Eelmise sajandi kaheksakümnendatel avaldas ajakiri “Radio” puurimiskiiruse regulaatori skemaatilise diagrammi, mis trükiti ümber Bulgaaria raadioelektroonika ajakirjast. Sellel diagrammil olevad osad on valmistatud välismaal. 1985. aastal tegin selle puurimiskiiruse regulaatori kodumaistest osadest ja töötab siiani korralikult.
Praegu toodetakse imporditud ja kodumaiseid külvikuid kiirusregulaatoritega, kuid on palju varajase tootmise külvikuid, mis ei näe ette kiiruse muutmist, mis loomulikult vähendab külviku töövõimet.
Joonisel fig. Joonisel 1 on kujutatud eraldi seadmena toodetud puurimiskiiruse regulaatori skeem, mis, nagu katsed on näidanud, sobib kõikidele kuni 1,8 kW võimsusega puuridele, samuti kõikidele seadmetele, mis kasutavad kollektiivset
Vahelduvvoolumootor näiteks nurklihvijates, nn lihvimismasinates. Valisin kodumaised regulaatori osad oma puurimargile S480B (n=650 p/min, võimsus 270 W, pinge 220 V).
Takistid:
R, - 7 kOhm (monteeritud kahest paralleelselt ühendatud takistist nimiväärtusega 12 kOhm ja 18 kOhm, tüüp MLT2, kummagi võimsus 2 W\
R 2 - 2,2 kOhm tüüpi SP muutuv, võimsus 1 W;
R 3 - 51 Ohm MLT tüüp, võimsus 0,125 W;
Kondensaator C, - 2 μF (tegelikult kokku pandud kahest järjestikku ühendatud kondensaatorist mahuga 4 μF, tüüp MBGO-2, tööpinge 160 V).
Dioodid: VD1 ja VD2 - tüüp D7Zh (alalisvool 300 mA ja vastupidine pinge U^p = 400 V). Dioodidel D226, D237B, KD-221V, MD226 on sarnased parameetrid.
Türistor VT1 - tüüp KU202N (vastupinge U^ = 400 V, avatud vool J oc = 10 A). Türistoritel 2U202M, 2U202N, KU202M on samad parameetrid.
Suurepärane mootor omatehtud toodete jaoks pesumasin on liiga suured kiirused ja lühike ressurss maksimaalsel kiirusel. Seetõttu kasutan lihtsat omatehtud kiiruse regulaatorit (ilma võimsuse kadumiseta). Skeemi testiti ja see näitas suurepäraseid tulemusi. Kiirust saab reguleerida vahemikus umbes 600 kuni max.
Potentsiomeeter on elektriliselt võrgust isoleeritud, mis suurendab regulaatori kasutamise ohutust.
Triac tuleb asetada radiaatorile.
Peaaegu kõik optronid (2 tk), kuid EL814-l on 2 loenduri LED-i sees ja sobib sellele vooluringile.
Kõrgepingetransistori saab paigaldada näiteks IRF740 (arvuti toiteallikast), aga nii võimsat transistori oleks kahju paigaldada nõrkvooluahelasse. Transistorid 1N60, 13003, KT940 töötavad hästi.
KTs407 silla asemel sobib üsna hästi 1N4007 sild või mõni sild, mille vool on >300V ja voolutugevus >100mA.
Logige sisse .lay5 vormingus. Signett on joonistatud “Vaade M2 küljelt (jootmine)”, nii et Printerile väljastades peab see olema peegeldatud. Värv M2 = must, taust = valge, teisi värve mitte printida. Tahvli kontuur (lõikamiseks) on tehtud M2 küljel ja see näitab pärast söövitamist tahvli piire. Enne osade tihendamist tuleb see eemaldada. Signetile on lisatud kinnitusküljelt osade joonis, mis on mõeldud sildile ülekandmiseks. Seejärel omandab see ilusa ja viimistletud välimuse.
Reguleerimine alates 600 p/min sobib enamikule omatehtud toodetele, kuid erilistel puhkudel Pakutakse välja germaaniumtransistoriga vooluahel. Minimaalne kiirus alandati 200 peale.
Minimaalne kiirus oli 200 pööret minutis (170-210, elektrooniline tahhomeeter ei mõõda hästi madalatel pööretel), T3 transistor oli paigaldatud GT309, see on otsejuhtivus ja neid on palju. Kui panna MP39, 40, 41, P13, 14, 15, siis peaks kiirus veelgi vähenema, aga ma ei näe enam vajadust. Peaasi, et sellised transistorid on nagu mustus, erinevalt MP37-st (vt foorumit).
Pehme käivitus töötab suurepäraselt, Tõsi, mootori võll on tühi, kuid võlli koormuse tõttu käivitamisel valin vajadusel R5.
R5 = 0-3k3 sõltuvalt koormusest;; R6 = 18 oomi - 51 oomi - olenevalt triacist mul seda takistit praegu pole;; R4 = 3k - 10k - T3 kaitse;; RP1 = 2k-10k - kiiruse regulaator, ühendatud võrku, vajalik kaitse operaatori võrgupinge eest!!!. Plastteljega potentsiomeetrid on olemas, soovitav kasutada!!!See on selle skeemi suur puudus ja kui suurt vajadust madalate pöörete järele pole, soovitan kasutada V17 (alates 600 p/min).
C2 = pehme käivitus, = mootori sisselülitamise viivitusaeg;; R5 = laeng C2, = laengukõvera kalle, = mootori kiirendusaeg;; R7 – C2 tühjendusaeg järgmise pehmekäivitustsükli jaoks (51k juures on see ligikaudu 2-3 sekundit)
Määramine | Tüüp | Denominatsioon | Kogus | Märkus | Pood | Minu märkmik |
---|---|---|---|---|---|---|
T1 | Triac | BT139-600 | 1 | Märkmikusse | ||
T2 | Dinistor | 1 | Märkmikusse | |||
VD | Dioodi sild | KTs407A | 1 | Märkmikusse | ||
VD4 | Alaldi diood | 1N4148 | 1 | Märkmikusse | ||
C2 | Kondensaator | 220 uF x 4 V | 1 | Märkmikusse | ||
C1 | Kondensaator | 100 nF x 160 V | 1 | Märkmikusse | ||
R1 | Takisti | 3,3 kOhm 0,5W | 1 | Märkmikusse | ||
R2 | Takisti | 330 oomi 0,5W | 1 | Märkmikusse | ||
R3 | Takisti | 470 kOhm 0,125W | 1 | Märkmikusse | ||
R4 | Takisti | 200 oomi 0,125W | 1 | Märkmikusse | ||
R5 | Takisti | 200 oomi 0,125W | 1 | Märkmikusse | ||
V1 | Optronid | PC817 | 2 | Märkmikusse | ||
T3 | Bipolaarne transistor | GT309G | 1 | Märkmikusse | ||
C2a | Kondensaator | 47 uF x 4 V | 1 |
Mootori sujuv töö, ilma tõmblusteta ja voolutõusudeta, on selle vastupidavuse võti. Nende indikaatorite juhtimiseks kasutatakse elektrimootori kiiruse regulaatorit 220 V, 12 V ja 24 V jaoks, kõiki neid sagedusi saab teha oma kätega või osta valmis seadme.
Mootori pöörlemissageduse regulaator, sagedusmuundur on seade, mis põhineb võimas transistor, mis on vajalik nii pinge inverteerimiseks kui ka PWM-i abil asünkroonse mootori sujuva seiskamise ja käivitamise tagamiseks. PWM – elektriseadmete laiimpulssjuhtimine. Seda kasutatakse vahelduv- ja alalisvoolu spetsiifilise sinusoidi loomiseks.
Foto - võimas regulaator asünkroonmootorileLihtsaim näide muundurist on tavaline pinge stabilisaator. Kuid kõne all oleval seadmel on palju laiem töö- ja võimsusvahemik.
Sagedusmuundureid kasutatakse kõigis seadmetes, mis töötavad elektrienergiaga. Regulaatorid tagavad äärmiselt täpse elektrimootori juhtimise, nii et mootori pöörlemiskiirust saab reguleerida üles või alla, hoides pöördeid soovitud tasemel ja kaitstes instrumente äkiliste pöörete eest. Sel juhul kasutab elektrimootor ainult tööks vajalikku energiat, mitte ei tööta täisvõimsusel.
Miks on vaja kiiruse regulaatorit? asünkroonne elektrimootor:
Seadet kasutatakse sageli keevitusmasin(peamiselt poolautomaatidele), elektripliit, hulk kodumasinaid (tolmuimeja, õmblusmasin, raadio, pesumasin), kodusoojendi, erinevad laevamudelid jne.
Kiiruseregulaator on seade, mis koosneb järgmisest kolmest peamisest alamsüsteemist:
Vahelduvvoolumootori täisvõimsusel käivitamisel kantakse vool üle täisvõimsus koormust, korratakse seda 7-8 korda. See vool painutab mootori mähiseid ja tekitab soojust, mis tekib pikka aega. See võib oluliselt vähendada mootori tööiga. Teisisõnu on muundur omamoodi astmeline inverter, mis tagab kahekordse energia muundamise.
Sõltuvalt sissetulevast pingest alaldab kolmefaasilise või ühefaasilise elektrimootori kiiruse regulaator voolu 220 või 380 volti. See toiming viiakse läbi alaldi dioodi abil, mis asub energiasisendil. Järgmisena filtreeritakse vool kondensaatorite abil. Järgmisena genereeritakse PWM, selle eest vastutab elektriahel. Nüüd on asünkroonmootori mähised valmis impulsssignaali edastama ja integreerima need soovitud siinuslainesse. Isegi mikroelektrimootoriga väljastatakse need signaalid sõna otseses mõttes partiidena.
On mitmeid omadusi, mille järgi peate valima kiiruse regulaatori auto, masina elektrimootori või majapidamisvajaduste jaoks:
Samal ajal peate ka aru saama, et on olemas nn universaalne pöörlemisregulaator. See on harjadeta mootorite sagedusmuundur.
Selles vooluringis on kaks osa - üks on loogiline, kus mikrokontroller asub kiibil ja teine on toide. Põhimõtteliselt kasutatakse sellist elektriahelat võimsa elektrimootori jaoks.
Video: elektrimootori kiiruse regulaator koos SHIRO V2-ga
Saate teha lihtsa triac-mootori kiiruse regulaatori, selle skeem on toodud allpool ja hind koosneb ainult igas elektrikaupluses müüdavatest osadest.
Töötamiseks vajame võimsat BT138-600 tüüpi triaki, seda soovitab raadiotehnika ajakiri.
Kirjeldatud vooluringis reguleeritakse kiirust potentsiomeetri P1 abil. Parameeter P1 määrab sissetuleva impulsi signaali faasi, mis omakorda avab triaki. Seda skeemi saab kasutada nii põlluharimisel kui ka kodus. Seda regulaatorit saab kasutada õmblusmasinad, ventilaatorid, lauapuurmasinad.
Tööpõhimõte on lihtne: hetkel, kui mootor veidi aeglustub, langeb selle induktiivsus ja see suurendab pinget R2-P1 ja C3, mis omakorda viib triaki pikema avanemiseni.
Türistori regulaator koos tagasisidet töötab veidi teisiti. See võimaldab energial tagasi voolata energiasüsteemi, mis on väga ökonoomne ja kasulik. See elektrooniline seade on ette nähtud ühendamiseks elektriskeem võimas türistor. Tema diagramm näeb välja selline:
Siin on alalisvoolu andmiseks ja alaldamiseks vaja juhtsignaali generaatorit, võimendit, türistorit ja kiiruse stabiliseerimisahelat.