Univerzální obvod ESC pro motory BLDC a alternátory

V tomto příspěvku pojednáváme o univerzálním obvodu ESC nebo obvodu elektronického regulátoru otáček, který lze univerzálně použít pro řízení jakéhokoli BLDC typu 3 fáze nebo dokonce alternátorového motoru.

Co je to ESC

ESC nebo elektronický regulátor otáček je elektronický obvod, který se běžně používá k ovládání a ovládání 3fázového motoru BLDC.

BLDC motor znamená bezkartáčový stejnosměrný motor, který jasně uvádí, že takové motory jsou bez kartáčů, zcela opačně než kartáčovaný typ motorů, které se při komutaci spoléhají na kartáče.

Kvůli absenci kartáčů jsou motory BLDC schopné pracovat s maximální účinností, protože absence kartáčů jej zbavuje tření a další související neúčinnosti.

Motory BLDC však mají jednu hlavní nevýhodu, nelze je provozovat prostřednictvím jediného napájení jako ostatní kartáčované motory, místo toho motor BLDC vyžaduje pro jejich provoz třífázový ovladač.

Navzdory této technické složitosti se motory BLDC stávají velmi výhodnými ve srovnání s jejich kartáčovaným protějškem, protože motory BLDC jsou extrémně účinné z hlediska spotřeby energie a prakticky bez problémů s opotřebením.

Proto se dnes BLDC motory používají elektrická vozidla , větrné mlýny, letadla, čtyřkolky a většina vybavení souvisejícího s motorem.

Jak bylo diskutováno výše, provoz motoru BLDC vypadá docela složitě, a pokud se pokusíte vyhledat obvod ovladače nebo elektronického regulátoru otáček pro motory BLDC, pravděpodobně byste narazili na obvody, které jsou pomocí MCU příliš složité, nebo je těžké najít komponenty.

V tomto příspěvku se naučíme, jak vytvořit jednoduchý a efektivní obvod ESC, který lze univerzálně použít k ovládání většiny motorů BLDC prostřednictvím několika drobných úprav.

Jakmile se naučíte podrobnosti obvodu, můžete jej použít k sestavení elektrická vozidla , čtyřkolky, roboty, automatické brány, vysavač a jakýkoli motorem poháněný produkt s maximální účinností.

Třífázové generátorové obvody

Protože motor BLDC vyžaduje třífázový signál, první věcí, kterou je třeba navrhnout, je obvod třífázového generátoru.

Následující obvody ukazují, jak to lze provést pomocí několika provozních částí. První používá opampy zatímco druhá využívá pouze a několik BJT .

Jednoduché 3fázové generátory

3fázový výstup signálu musí být integrován s a 3fázový obvod budiče MOSFET pro povolení provozu motoru.

Druhým důležitým prvkem je tedy třífázový budicí obvod alternátoru, který má reagovat na výše uvedený třífázový generátorový obvod pro provoz připojeného motoru BLDC.

Pro třífázový ovladač můžete použít jakýkoli standardní integrovaný třífázový ovladač, například A4915, 6EDL04I06NT nebo náš starý IC IRS233

V našem univerzálním obvodu ESC použijeme IRS233 a uvidíme, jak to lze nakonfigurovat pro zamýšlenou elektronickou regulaci otáček a implementovat pro většinu BLDC motorů. Následující obrázek ukazuje celý obvod navrhovaného designu ESC.

Schéma ESC

Představený obvod budiče alternátoru ESC vypadá docela přímočaře a nezdá se, že by využíval složité fáze.

3fázové signály získané z 3fázových generátorových obvodů jsou aplikovány na vstupy brány NOT zobrazené v levém horním rohu výše uvedeného diagramu.

Tyto 3fázové signály jsou převedeny na požadované vstupy Hin a Lin pro třífázový budič IC IRS233.

Slepice IC IRS233 zpracovává tyto signály k provozu připojeného motoru BLDC se správnou fází a točivým momentem prostřednictvím přidružených mosfetů řidiče nebo IGBT.

Můžeme také vidět fázi PWM založenou na IC 555. Tato fáze je nakonfigurována s nízkofrekvenčními mosfety nebo IGBT pro sekání jejich spouštěcích hradel do příslušných sekcí.

Toto sekání hradla nutí zařízení pracovat rychlostí určenou těmito sekvenci PWM pracovního cyklu. Širší pracovní cykly umožňují motoru rychleji se otáčet a užší pracovní cyklus umožňuje motoru proporcionálně zpomalit.

Rychlost PWM je řízena prostřednictvím IC 555 prostřednictvím indikovaného PWM potu.