Univerzálny obvod ESC pre motory BLDC a alternátor

V tomto príspevku diskutujeme o univerzálnom obvode ESC alebo obvode elektronického regulátora otáčok, ktoré je možné univerzálne použiť na riadenie všetkých fázových BLDC typu 3 alebo dokonca alternátorových motorov.

Čo je to ESC

ESC alebo elektronický regulátor otáčok je elektronický obvod, ktorý sa bežne používa na prevádzku a riadenie trojfázového motora BLDC.

BLDC motor znamená bezkartáčový jednosmerný motor, ktorý jasne uvádza, že tieto motory neobsahujú kefy, úplne opačne ako kartáčovaný typ motorov, ktoré sa pri komutácii spoliehajú na kefy.

Kvôli absencii kefiek sú motory BLDC schopné pracovať s maximálnou účinnosťou, pretože absencia kefiek ich zbavuje trenia a inej súvisiacej neefektívnosti.

Avšak motory BLDC majú jednu významnú nevýhodu, nemožno ich prevádzkovať z jedného zdroja ako ostatné motory s kartáčmi, namiesto toho motor BLDC vyžaduje na ich fungovanie trojfázový budič.

Napriek tejto technickej zložitosti sa motory BLDC stávajú veľmi výhodnými v porovnaní s ich brúseným náprotivkom, pretože motory BLDC sú mimoriadne efektívne z hľadiska spotreby energie a prakticky bez problémov s opotrebovaním.

Preto sa dnes BLDC motory používajú elektrické vozidlá , veterné mlyny, lietadlá, štvorkolkári a väčšina motorových zariadení.

Ako už bolo spomenuté vyššie, prevádzka BLDC motora vyzerá dosť zložito a ak sa pokúsite vyhľadať obvod alebo obvod elektronického regulátora otáčok pre BLDC motory, pravdepodobne by ste narazili na obvody, ktoré sú pomocou MCU príliš zložité alebo ťažko hľadajú komponenty.

V tomto príspevku sa dozvieme, ako vytvoriť jednoduchý a efektívny obvod ESC, ktorý sa dá univerzálne použiť na prevádzku väčšiny motorov BLDC prostredníctvom niekoľkých menších úprav.

Keď sa dozviete podrobnosti obvodu, môžete ho použiť na zostavenie elektrické vozidlá , štvorkolky, roboty, automatické brány, vysávač a akýkoľvek motorom poháňaný výrobok s maximálnou účinnosťou.

Trojfázové generátorové obvody

Pretože motor BLDC vyžaduje trojfázový signál, prvá vec, ktorú je potrebné navrhnúť, je obvod trojfázového generátora.

Nasledujúce obvody ukazujú, ako to možno dosiahnuť pomocou niekoľkých prevádzkových častí. Prvý používa opampy zatiaľ čo druhá využíva iba a niekoľko BJT .

Jednoduché trojfázové generátory

3-fázový výstup signálu musí byť integrovaný s a 3-fázový obvod budiča mosfet na umožnenie chodu motora.

Druhým dôležitým prvkom je preto budiaci obvod trojfázového alternátora, ktorý má reagovať na vyššie uvedený trojfázový generátorový obvod na prevádzku pripojeného motora BLDC.

Pre trojfázový ovládač môžete použiť akýkoľvek štandardný trojfázový ovládač IC, napríklad A4915, 6EDL04I06NT alebo náš starý IRS233 IC

V našom univerzálnom obvode ESC použijeme IRS233 a uvidíme, ako sa dá nakonfigurovať pre zamýšľané elektronické riadenie rýchlosti a implementovať pre väčšinu motorov BLDC. Nasledujúci obrázok zobrazuje celý obvod navrhovaného dizajnu ESC.

Schéma ESC

Prezentovaný obvod budiča alternátora ESC vyzerá dosť priamo a zdá sa, že nevyžaduje nijaké zložité fázy.

Trojfázové signály získané z obvodov trojfázového generátora sa aplikujú na vstupy hradiel NOT zobrazených v ľavom hornom rohu vyššie uvedeného diagramu.

Tieto 3fázové signály sa konvertujú na požadované vstupy Hin a Lin pre trojfázový budič IC IRS233.

Sliepka IC IRS233 spracováva tieto signály na prevádzku pripojeného motora BLDC so správnou fázou a krútiacim momentom prostredníctvom asociovaných mosfetov vodiča alebo IGBT.

Môžeme tiež vidieť fázu PWM založenú na IC 555. Táto fáza je konfigurovaná s nízkofrekvenčnými mosfety alebo IGBT na sekanie ich hradlových spúšťačov do príslušných sekcií.

Toto sekanie hradla núti zariadenia pracovať rýchlosťou určenou týmito pracovnými cyklami sekania PWM. Širšie pracovné cykly umožňujú motoru rýchlejšie sa otáčať a užší pracovný cyklus umožňuje motoru proporcionálne spomaliť.

Rýchlosť PWM je riadená cez IC 555 cez uvedený PWM pot.