Регуляторы хода-ликбез

Текущая версия на 10:49, 30 сентября 2024

Регулятор хода---автор Книжников ВВ

Впервые электронный регулятор хода для бесколлекторных электромоторов был был изобрётен в СССР в г.Ленинграде в НИИ в начале 80-х годов прошлого века инженером-электронщиком Сухаревым Александром мастером международного класса в судомоделизме на основе германиевых транзисторов!

Основной принцип работы это преобразовать входное постоянное напряжение в трехфазное переменное ----управление амплитудой выходного напряжения осуществляется через широтно-импульсную модуляцию методом интеграла длины импульса по времени, частота ШИМ обычно 8-16 кгц![1]

Электронные регуляторы управления мощностью бесколлекторного электродвигателя или драйвера условно делятся на датчиковые и бездатчиковые!

Простые бездатчиковые рх работают по правилу шести шагов---при этом всегда активны две фазы,а третья используется для снятия формы ЭДС сигнала на вход АЦП микрочипа, далее через ШИМ открываются затворы силовых полевых транзисторов, работающих в режиме ключа! Минимальное кол-во ключей ---шесть штук включенных по мостовой схеме с тремя нулевыми точками, куда и подключаются фазы мотора.Из за особенности старта вращения, где очень мал пусковой момент, эти регуляторы обычно используются э-ВМГ для мягкой среды типа воздух и вода!

Дорогие датчиковые рх применяются там, где нужен максимальный момент на трогании ротора обычно в сухопутных дронах типа мотор-колесо---- для снятия положения магнитопровода применяются индуктивные и датчики холла ! Принцип создания полноценного вращающего электромагнитного поля по правилу вектора возможен только чистой синусойдой напряжения на фазах со сдвигом в 120гр----но это сложные аппаратная часть и по!

На практике управление по газу формируется амплитудой напряжения на фазе типа усеченной синусойды-трапеции----это позволяет получить отличную моментную хар-ку бк эд во всем диапазоне ручки газа, без срывную синхронизацию и минимальные потери мощности в тепло при дросселировании!

Есть несколько разновидностей прошивок ПО рх в зависимости от применения----самолётные с PWM=(40--60)Гц, коптерные PWM=(400--600)Гц, автомобильные! Они более адаптированы под режимы работы ЭД в разных типах дронов, но принципиально сильно не отличаются, поэтому все рх имеют ряд стандартных функций настроек:

1) например частота внутреннего шима 8-16-32 кгц, чем выше тем точнее переключение силовых полевиков особенно для многополюсных электродвигателей типа аутрайнер при постоянных перегазовках ----например в режиме висения на стабилизации у мультироторных платформ,

2) далее так называемый функция тайминга или аналог угла опережения включения фазы обмоток относительно магнитов, например у двухполюсных моторов, где одна пара магнитов угол 30 градусов или высокий тайминг---у четырех полюсных 15 гр---у шестиполюсных 10гр---у восьмиполюсных 7.5гр--у двенадцати полюсных 5гр---у двадцати полюсных всего 3 градуса или просто включить режим автотайминга,

3) функция старта----плавный старт около 3 секунд всегда применять при наличии редуктора понижения частоты вращения или при больших моментах инерции винта типа многолопастных или складных.

4) функция электрического тормоза ротора всегда применяется на винтах со складными лопастями.

Внутреннее сопротивление современных полевиков очень мало и общее сопротивление рх на порядок меньше электромотора и КПДрх=99% даже при максимальном токе рекомендуемым производителем, но даже этого одного процента тепловой мощности омических потерь хватает, чтобы разогреть небольшую плату драйвера до 110гр С!

Не смотря на наличие защиты от перегрева мощных регуляторов у брендовых производителей всегда рекомендую размещать их в прямом воздушном потоке снаружи или вешать кулер охлаждения прямо на радиатор рх или вентилировать фюзеляж---- особенно летом в жару в приземленной атмосфере!

Рабочая температура рх под нагрузкой не должна превышать 50 грС для длительного ресурса!

При длине силовых проводов питания от акку до рх более полу-метра должно соблюдатся правило на каждые 10 а силы максимального тока не менее 1 мм2 сечения медного провода и шунтирование каждого метра магистрали конденсатором большой ёмкости в 200-500 мкф во избежания паразитного шума по питанию-----например при 60а сечение не менее 6мм2!

Длина фазовых проводов от рх до эд не более 20см!!!

Про регуляторы хода для авиа бк моторов ----есть эмпирическая зависимость

масса рх в граммах равна максимальному току в амперах ----

то есть чего бы не писали производители на этикетке, если масса регулятора 20 грамм то желательно не превышать 20 ампер всегда----иначе при неблагоприятных условиях типа летняя жара и плохом обдуве может перегореть или уйдёт в тепловую защиту на дорогих брендовых регулях.

для коптерных рх 4в1 "аля комбо" надпись тока например 55а означает что это максимальный общий ток потребления всех четырех моторов продолжительное 
время, то есть примерно по 14а на одну э-ВМГ!!!

Бренды электроники

Так как профессиональные дроны должны иметь надежную комплектацию, то только электроника серьёзных и ответственных фирм имеет смысл для установки на борт!

Первый признак ответственности---- это обязательно серийный номер изделия и гарантийный ремонт до двух-трёх лет!

Цены на мировые бренды достаточно большие, но качество тоже высокое----высокий класс характеристик комплектующих, грамотная схемотехника, полноценная обвязка RC-фильтрами, качественная пайка, надежные позолоченные контакты, водоотталкивающее спецпокрытие всей платы, корпус из прочного материала---обычно сплав алюминия!