Mạch ESC đa năng cho động cơ BLDC và Máy phát điện

Trong bài đăng này, chúng tôi thảo luận về mạch ESC đa năng hoặc mạch điều khiển tốc độ điện tử có thể được áp dụng phổ biến để điều khiển bất kỳ loại BLDC 3 pha nào hoặc thậm chí là động cơ máy phát điện.

ESC là gì

ESC hay bộ điều khiển tốc độ điện tử là một mạch điện tử thường được sử dụng để vận hành và điều khiển động cơ 3 pha BLDC.

Động cơ BLDC là viết tắt của động cơ DC không chổi than trong đó nói rõ rằng các động cơ như vậy không có chổi than, hoàn toàn đối lập với loại động cơ có chổi than dựa vào chổi than để chuyển mạch.

Do không có chổi than, nên động cơ BLDC có thể hoạt động với hiệu suất tối đa vì việc không có chổi than sẽ làm giảm ma sát và các hoạt động kém hiệu quả liên quan khác.

Tuy nhiên, động cơ BLDC có một nhược điểm lớn, chúng không thể hoạt động thông qua một nguồn cung cấp như các động cơ chổi than khác, thay vào đó động cơ BLDC yêu cầu trình điều khiển 3 pha để vận hành chúng.

Bất chấp sự phức tạp về mặt kỹ thuật này, động cơ BLDC trở nên được ưa chuộng hơn rất nhiều so với động cơ có chổi than, bởi vì động cơ BLDC cực kỳ hiệu quả về tiêu thụ điện năng và hầu như không có vấn đề hao mòn.

Đây là lý do tại sao động cơ BLDC ngày nay được sử dụng trong xe điện , cối xay gió, máy bay, bốn chương , và hầu hết các thiết bị liên quan đến động cơ.

Như đã thảo luận ở trên, vận hành động cơ BLDC trông khá phức tạp và nếu bạn cố gắng tìm kiếm trình điều khiển hoặc mạch điều khiển tốc độ điện tử cho động cơ BLDC, bạn có thể gặp các mạch quá phức tạp bằng cách sử dụng MCU hoặc sử dụng các thành phần khó tìm.

Trong bài đăng này, chúng ta sẽ học cách tạo một mạch ESC đơn giản và hiệu quả có thể được áp dụng phổ biến để vận hành hầu hết các động cơ BLDC thông qua một số sửa đổi nhỏ.

Sau khi bạn tìm hiểu các chi tiết của mạch, bạn có thể sử dụng nó để xây dựng xe điện , chương bốn, rô bốt, cổng tự động, máy hút bụi và bất kỳ sản phẩm vận hành bằng động cơ nào với hiệu suất tối đa.

Mạch máy phát điện ba pha

Vì động cơ BLDC yêu cầu tín hiệu 3 pha nên điều đầu tiên cần phải thiết kế mạch phát điện 3 pha.

Các mạch sau đây cho thấy cách này có thể được thực hiện bằng cách sử dụng một số bộ phận vận hành. sử dụng opamps trong khi cái thứ hai chỉ sử dụng vài BJT .

Máy phát điện 3 pha đơn giản

Đầu ra tín hiệu 3 pha cần được tích hợp với Mạch điều khiển MOSFET 3 pha để kích hoạt động cơ hoạt động.

Do đó, yếu tố quan trọng thứ hai là mạch điều khiển máy phát điện 3 pha, mạch này có nhiệm vụ đáp ứng mạch máy phát 3 pha ở trên để vận hành động cơ BLDC được kết nối.

Đối với trình điều khiển 3 pha, bạn có thể sử dụng bất kỳ IC điều khiển 3 pha tiêu chuẩn nào, chẳng hạn như A4915, 6EDL04I06NT hoặc IC IRS233 cũ của chúng tôi

Trong mạch ESC đa năng của chúng tôi, chúng tôi sẽ sử dụng IRS233 và xem cách này có thể được cấu hình cho điều khiển tốc độ điện tử dự định và được thực hiện cho hầu hết các động cơ BLDC. Hình ảnh sau đây cho thấy toàn bộ mạch của thiết kế ESC được đề xuất.

Lược đồ ESC

Mạch điều khiển máy phát điện ESC được trình bày trông khá đơn giản và dường như không sử dụng bất kỳ công đoạn phức tạp nào.

Tín hiệu 3 pha thu được từ các mạch máy phát 3 pha được áp dụng cho các đầu vào của cổng NOT được hiển thị ở trên cùng bên trái của sơ đồ trên.

Các tín hiệu 3 pha này được chuyển đổi thành các đầu vào Hin, và Lin cần thiết cho IC điều khiển mosfer 3 pha IRS233.

IC IRS233 xử lý các tín hiệu này để vận hành động cơ BLDC được kết nối với pha và mô-men xoắn chính xác thông qua các mosfet trình điều khiển hoặc IGBT liên quan.

Chúng ta cũng có thể thấy một giai đoạn PWM dựa trên IC 555. Giai đoạn này được cấu hình với các Mosfet hoặc IGBT phía thấp, để cắt các bộ kích hoạt cổng của chúng thành các phần thích hợp.

Việc cắt cổng này buộc các thiết bị phải hoạt động với tốc độ được xác định bởi tốc độ chu kỳ nhiệm vụ PWM cắt này. Chu kỳ làm việc rộng hơn cho phép động cơ quay nhanh hơn và chu kỳ làm việc hẹp hơn cho phép động cơ quay chậm lại tương ứng.

Tốc độ PWM được điều khiển thông qua IC 555 thông qua nồi PWM được chỉ định.