Uniwersalny obwód ESC do silników BLDC i Alternator

W tym poście omówimy uniwersalny obwód ESC lub obwód elektronicznego regulatora prędkości, który może być uniwersalnie stosowany do sterowania dowolnego typu 3-fazowego BLDC lub nawet silnika alternatora.

Co to jest ESC

ESC lub elektroniczny regulator prędkości to obwód elektroniczny, który jest zwykle używany do obsługi i sterowania 3-fazowym silnikiem BLDC.

Silnik BLDC oznacza bezszczotkowy silnik prądu stałego, który wyraźnie stwierdza, że ​​takie silniki są pozbawione szczotek, w przeciwieństwie do silników typu szczotkowego, które polegają na szczotkach do komutacji.

Ze względu na brak szczotek silniki BLDC są w stanie pracować z maksymalną wydajnością, ponieważ brak szczotek uwalnia je od tarcia i innych powiązanych nieefektywności.

Jednak silniki BLDC mają jedną poważną wadę, nie mogą być obsługiwane przez pojedyncze zasilanie, jak inne silniki szczotkowane, zamiast tego silnik BLDC wymaga trójfazowego sterownika do ich obsługi.

Pomimo tej technicznej złożoności, silniki BLDC stają się wysoce preferowane w porównaniu do ich szczotkowanych odpowiedników, ponieważ silniki BLDC są niezwykle wydajne pod względem zużycia energii i praktycznie nie powodują problemów ze zużyciem.

Właśnie dlatego silniki BLDC są obecnie używane w pojazdy elektryczne wiatraki, samoloty, quad copters i większość sprzętu związanego z silnikiem.

Jak wspomniano powyżej, obsługa silnika BLDC wygląda na dość złożoną, a jeśli spróbujesz poszukać sterownika lub obwodu elektronicznego regulatora prędkości dla silników BLDC, prawdopodobnie natkniesz się na obwody, które są zbyt złożone z wykorzystaniem MCU lub zawierają trudne do znalezienia komponenty.

W tym poście dowiemy się, jak wykonać prosty i skuteczny obwód ESC, który może być uniwersalnie stosowany do obsługi większości silników BLDC poprzez drobne modyfikacje.

Gdy poznasz szczegóły obwodu, możesz go użyć do zbudowania pojazdy elektryczne , quady, roboty, bramy automatyczne, odkurzacz i każdy produkt napędzany silnikiem o maksymalnej wydajności.

Trójfazowe obwody generatora

Ponieważ silnik BLDC wymaga sygnału 3-fazowego, pierwszą rzeczą, którą należy zaprojektować, jest 3-fazowy obwód generatora.

Poniższe obwody pokazują, jak można to zrobić za pomocą kilku części roboczych używa opampów podczas gdy drugi wykorzystuje tylko plik kilka BJT .

Proste generatory trójfazowe

Wyjście sygnału 3-fazowe musi być zintegrowane z 3-fazowy obwód sterownika mosfet do włączania pracy silnika.

Dlatego drugim ważnym elementem jest trójfazowy obwód sterownika alternatora, który ma odpowiadać na powyższy trójfazowy obwód generatora do obsługi podłączonego silnika BLDC.

W przypadku sterownika 3-fazowego można zastosować dowolny standardowy układ scalony sterownika 3-fazowego, taki jak A4915, 6EDL04I06NT lub nasz stary układ scalony IRS233

W naszym uniwersalnym obwodzie ESC użyjemy IRS233 i zobaczymy, jak można go skonfigurować do zamierzonego elektronicznego sterowania prędkością i zaimplementować w większości silników BLDC. Poniższy rysunek przedstawia cały obwód proponowanego projektu ESC.

Schemat ESC

Przedstawiony obwód sterownika alternatora ESC wygląda dość prosto i nie wydaje się zawierać żadnych skomplikowanych etapów.

Sygnały trójfazowe zebrane z obwodów generatora trójfazowego są podawane na wejścia bramek NOT pokazanych w lewym górnym rogu powyższego schematu.

Te 3-fazowe sygnały są konwertowane na wymagane wejścia Hin i Lin dla 3-fazowego sterownika mosfer IC IRS233.

Kura IC IRS233 przetwarza te sygnały w celu obsługi podłączonego silnika BLDC z odpowiednią fazą i momentem obrotowym za pośrednictwem powiązanych układów mosfetów sterownika lub IGBT.

Możemy również zobaczyć stopień PWM oparty na IC 555. Ten stopień jest skonfigurowany z mosfetami po stronie niskiej lub tranzystorami IGBT, w celu podzielenia ich wyzwalaczy bramek na odpowiednie sekcje.

To przerywanie bramki zmusza urządzenia do działania z szybkością określoną przez te wahania cyklu roboczego PWM. Szersze cykle pracy pozwalają silnikowi obracać się szybciej, a węższy cykl pracy umożliwia proporcjonalne spowolnienie silnika.

Szybkość PWM jest kontrolowana przez IC 555 poprzez wskazany potencjometr PWM.