حلبة ESC عالمية لمحركات BLDC والمولد

حلبة ESC عالمية لمحركات BLDC والمولد

في هذا المنشور ، نناقش دائرة ESC عالمية أو دائرة تحكم إلكترونية في السرعة والتي يمكن تطبيقها عالميًا للتحكم في أي نوع من 3 مراحل BLDC أو حتى محرك مولد التيار المتردد.



ما هو ESC

ESC أو وحدة التحكم في السرعة الإلكترونية عبارة عن دائرة إلكترونية تُستخدم عادةً لتشغيل محرك BLDC ثلاثي الأطوار والتحكم فيه.

محرك BLDC تعني محرك DC بدون فرش والذي ينص بوضوح على أن هذه المحركات خالية من الفرش ، على عكس النوع المصقول من المحركات التي تعتمد على الفرشاة للتبديل.





نظرًا لغياب الفرش ، فإن محركات BLDC قادرة على العمل بأقصى قدر من الكفاءة نظرًا لأن عدم وجود فرش يريحها من الاحتكاكات وعدم الكفاءة الأخرى ذات الصلة.

ومع ذلك ، فإن محركات BLDC لها جانب سلبي رئيسي واحد ، ولا يمكن تشغيلها من خلال مصدر واحد مثل المحركات المصقولة الأخرى ، وبدلاً من ذلك يتطلب محرك BLDC محركًا ثلاثي الطور لتشغيلها.



على الرغم من هذا التعقيد التقني ، أصبحت محركات BLDC مفضلة للغاية مقارنة بنظيرتها المصقولة ، لأن محركات BLDC فعالة للغاية من حيث استهلاك الطاقة ولا توجد مشاكل في التآكل والتلف تقريبًا.

هذا هو السبب في استخدام محركات BLDC اليوم في سيارة كهربائية طواحين الهواء والطائرات المروحيات الرباعية ، ومعظم المعدات ذات الصلة بالمحركات.

كما نوقش أعلاه ، يبدو تشغيل محرك BLDC معقدًا للغاية ، وإذا حاولت البحث عن سائق أو دائرة تحكم إلكترونية في السرعة لمحركات BLDC ، فمن المحتمل أن تصادف دوائر معقدة للغاية باستخدام وحدات MCU ، أو تستخدم مكونات يصعب العثور عليها.

في هذا المنشور ، سوف نتعلم كيفية إنشاء دائرة ESC بسيطة وفعالة والتي يمكن تطبيقها عالميًا لتشغيل معظم محركات BLDC من خلال بعض التعديلات الطفيفة.

بمجرد معرفة تفاصيل الدائرة ، يمكنك استخدامها للبناء سيارة كهربائية ، المروحيات الرباعية ، الروبوتات ، البوابات الأوتوماتيكية ، المكنسة الكهربائية وأي منتج يعمل بمحرك بأقصى قدر من الكفاءة.

دوائر المولدات ثلاثية الطور

نظرًا لأن محرك BLDC يتطلب إشارة ثلاثية الطور ، فإن أول شيء يجب تصميمه هو دائرة مولد ثلاثية الطور.

توضح الدوائر التالية كيف يمكن إجراء ذلك باستخدام عدد قليل من أجزاء التشغيل. الأول يستخدم opamps بينما يستخدم الثاني فقط a عدد قليل من BJTs .

مولدات بسيطة 3 مراحل

opamp على أساس 3 مراحل مولد الدائرة

BC547 دائرة مولد إشارة ثلاثية الطور

يجب أن يتكامل خرج الإشارة ثلاثي الأطوار مع ملف دائرة سائق موسفيت ثلاثية الطور لتمكين تشغيل المحرك.

لذلك فإن العنصر الثاني المهم هو دائرة محرك المولد ثلاثي الطور ، والتي من المفترض أن تستجيب لدائرة المولد ثلاثية الطور المذكورة أعلاه لتشغيل محرك BLDC المتصل.

بالنسبة لبرنامج تشغيل ثلاثي الطور ، يمكنك استخدام أي محرك IC قياسي ثلاثي الطور ، مثل A4915 أو 6EDL04I06NT أو IRS233 IC القديم

في دائرة ESC العالمية الخاصة بنا ، سنستخدم IRS233 ونرى كيف يمكن تكوينه للتحكم الإلكتروني في السرعة المقصود وتطبيقه لمعظم محركات BLDC. توضح الصورة التالية الدائرة الكاملة لتصميم ESC المقترح.

مخطط ESC

بسيطة دائرة تحكم السرعة الإلكترونية ESC

تبدو دائرة سائق المولد ESC المقدمة بسيطة جدًا ولا يبدو أنها تستخدم أي مراحل معقدة.

يتم تطبيق إشارات المرحلة الثلاثية المكتسبة من دوائر المولد ثلاثية الطور على مدخلات بوابات NOT الموضحة أعلى يسار الرسم البياني أعلاه.

يتم تحويل إشارات المرحلة الثلاثية هذه إلى مدخلات Hin و Lin المطلوبة لبرنامج تشغيل mosfer ثلاثي الطور IC IRS233.

تعالج دجاجة IC IRS233 هذه الإشارات لتشغيل محرك BLDC المتصل بالطور الصحيح وعزم الدوران عبر نظام التشغيل المرتبط أو IGBTs.

يمكننا أيضًا رؤية مرحلة PWM القائمة على IC 555. تم تكوين هذه المرحلة باستخدام mosfets منخفض الجانب أو IGBT ، لتقطيع مشغلات بواباتهم إلى أقسام مناسبة.

يؤدي تقطيع البوابة هذا إلى إجبار الأجهزة على العمل بمعدل يحدده معدل دورة عمل PWM. تسمح دورات العمل الأوسع للمحرك بالدوران بشكل أسرع ودورة عمل أضيق تسمح للمحرك بالتباطؤ بشكل متناسب.

يتم التحكم في معدل PWM من خلال IC 555 من خلال وعاء PWM المشار إليه.




زوج من: L293 Quad-Half-H Driver IC Pinout ، ورقة البيانات ، دائرة التطبيق في المادة التالية: حساس وقوف السيارة العكسي مع إنذار