Circuit ESC universal pentru motoare BLDC și alternator

În acest post discutăm despre un circuit ESC universal sau un circuit electronic de control al vitezei care poate fi aplicat universal pentru controlul oricărui tip BLDC de 3 faze sau chiar a unui motor alternator.

Ce este un ESC

Un ESC sau regulator electronic de viteză este un circuit electronic care este utilizat în mod normal pentru acționarea și controlul unui motor trifazat BLDC.

Motor BLDC înseamnă motor DC fără perii, care afirmă în mod clar că astfel de motoare sunt lipsite de perii, opus tipului de motoare periate care se bazează pe perii pentru comutare.

Datorită absenței periilor, motoarele BLDC sunt capabile să funcționeze cu o eficiență maximă, deoarece absența periilor o eliberează de fricțiuni și alte ineficiențe conexe.

Cu toate acestea, motoarele BLDC au un dezavantaj major, acestea nu pot fi acționate printr-o singură sursă de alimentare ca celelalte motoare periate, în schimb un motor BLDC necesită un driver trifazat pentru a le acționa.

În ciuda acestei complexități tehnice, motoarele BLDC devin extrem de preferabile în comparație cu omologul lor periat, deoarece motoarele BLDC sunt extrem de eficiente în ceea ce privește consumul de energie și practic fără probleme de uzură.

Acesta este motivul pentru care motoarele BLDC sunt astăzi utilizate în Vehicule electrice , mori de vânt, avioane, quad copters , și majoritatea echipamentelor legate de motor.

După cum sa discutat mai sus, funcționarea unui motor BLDC arată destul de complex și, dacă încercați să căutați un driver sau un circuit electronic de control al vitezei pentru motoarele BLDC, probabil că veți întâlni circuite prea complexe folosind MCU-uri sau utilizați componente greu de găsit.

În acest post vom învăța cum să realizăm un circuit ESC simplu și eficient care poate fi aplicat universal pentru a opera majoritatea motoarelor BLDC prin intermediul unor modificări minore.

Odată ce ați aflat detaliile circuitului, îl puteți folosi pentru a construi Vehicule electrice , quad helicopter, roboți, porți automate, aspirator și orice produs acționat cu motor cu eficiență maximă.

Circuite generatoare cu trei faze

Deoarece un motor BLDC necesită un semnal trifazat, primul lucru care trebuie proiectat este un circuit generator trifazat.

Următoarele circuite arată cum se poate realiza acest lucru folosind o mână de piese de acționare: primul folosește opamps în timp ce al doilea folosește doar un câteva BJT-uri .

Generatoare simple în 3 faze

Ieșirea semnalului trifazat trebuie integrată cu un Circuit driver trifazat mosfet pentru a permite funcționarea motorului.

Prin urmare, al doilea element important este circuitul driverului alternatorului cu 3 faze, care ar trebui să răspundă la circuitul generatorului de 3 faze de mai sus pentru acționarea motorului BLDC conectat.

Pentru un driver trifazat, puteți folosi orice IC standard cu trei faze, cum ar fi un A4915, 6EDL04I06NT sau vechiul nostru IC IRS233

În circuitul nostru universal ESC vom folosi IRS233 și vom vedea cum poate fi configurat acest lucru pentru controlul electronic al vitezei și implementat pentru majoritatea motoarelor BLDC. Următoarea imagine arată întregul circuit al proiectului ESC propus.

Schema ESC

Circuitul driverului alternatorului ESC prezentat arată destul de simplu și nu pare să folosească nicio etapă complexă.

Semnalele trifazate achiziționate din circuitele generatorului trifazat sunt aplicate la intrările porților NOT prezentate în partea stângă sus a diagramei de mai sus.

Aceste semnale trifazate sunt convertite în intrările Hin și Lin necesare pentru driverul IR Mos23 cu 3 faze IC.

IC IRS233 hen procesează aceste semnale pentru a acționa motorul BLDC conectat cu faza și cuplul corect prin intermediul mosfet-urilor de driver asociate sau IGBT-urilor.

De asemenea, putem vedea o etapă PWM bazată pe IC 555. Această etapă este configurată cu mosfetele laterale joase sau IGBT-uri, pentru a tăia declanșatoarele porții lor în secțiuni adecvate.

Această tăiere a porții forțează dispozitivele să funcționeze la o rată determinată de această rată a ciclului de funcționare PWM. Ciclurile de funcționare mai largi permit motorului să se rotească mai repede, iar ciclul de lucru mai îngust permite motorului să încetinească proporțional.

Rata PWM este controlată prin IC 555 prin potul PWM indicat.