Меню

Настройка регулятора оборотов для бесколлекторного двигателя



Регуляторы хода для бесколлекторных моторов

Вступление

Данная статья посвящена практическим аспектам применения регуляторов хода (далее — контроллеров) для бесколлекторных моторов, и особенностям их эксплуатации.

Бесколлекторные моторы, и соответственно регуляторы хода для них можно разделить на 2 основных класса — с датчиками положения ротора и без них. Бездатчиковые проще в изготовлении, поэтому большинство моторов и контроллеров в настоящее время именно такие (кроме специальных автомодельных). Далее речь пойдет именно о бездатчиковых регуляторах хода.

Большинство применяемых в моделизме бесколлекторных моторов построены по принципу «вывернутого наизнанку» коллекторного двигателя: статор с обмотками неподвижен, а ротор с постоянными магнитами вращается. Количество обмоток – всегда три.

Среди бесколлекторных моторов для моделизма можно выделить две основные группы — с внутренним ротором, где постоянный магнит вращается внутри обмоток, и с внешним ротором (outrunner). Последние имеют, как правило, большее количество магнитных полюсов, и больший крутящий момент по сравнению с моторами с внутренним ротором, что позволяет применять их на авиамоделях без использования редуктора — они могут «напрямую» крутить винты большого диаметра.

Основные характеристики контроллеров

Максимальный постоянный (сontinius) ток – указывает, какой ток контроллер способен держать продолжительное время. Как правило, этот параметр входит в обозначение контроллера (например Jes -18, Phoenix -10). Иногда указывают величину «кратковременного» тока, допустимого в течении нескольких секунд.

«Кратковременный» ток способны держать выходные транзисторы контроллера, но рассеивать выделяемое при этом токе количество тепла контроллер не в состоянии.

Максимальное рабочее напряжение — указывается, с каким количеством NiCd или литий-полимерных банок можно использовать контроллер. Для контроллеров с ВЕС-ом, эта величина может быть разная, в зависимости от количества сервомашинок. Это связано с рассеиванием тепла стабилизатором схемы ВЕС — при большем числе банок максимальный ток нагрузки BEC и, следовательно, количество сервомашинок меньше. Как правило, если используется ВЕС, количество банок не превышает 12. Если вы хотите работать с большим количеством банок, то придется ставить или отдельную батарею питания приемника, или использовать внешний ВЕС. Но в любом случае нельзя превышать максимальное напряжение, допустимое для контроллера.

Максимальные обороты (maximum rpm) — программное ограничение максимальных оборотов. Всегда указывается для двухполюсного двигателя. Для многополюсных моторов это число надо разделить на количество пар полюсов. Например, если указано 63000 rpm, то для мотора с 12-ю магнитами максимальные обороты будут 63000/6=10500 rpm, а это уже не так много. Данная функция не дает мотору набрать большее, чем указано количество оборотов, некоторые контроллеры при превышении этого значения на холостом ходу начинают сбоить, вызывая значительные броски тока — мотор начинает резко дергаться. Этот эффект не является признаком неисправности мотора ли контроллера.

Внутреннее сопротивление – полное сопротивление силовых ключей контроллера, без учета проводов. Чем мощнее контроллер, тем меньше его внутреннее сопротивление. Как правило, сопротивление проводов сравнимо с внутренним сопротивлением контроллера и вносит до 30% потерь. Для примера, внутреннее сопротивление контроллера Castle Creations Phoenix-25 13 mOhm, а сопротивление 30 см провода сечением 1кв.мм – 6 mOhm, то есть почти треть потерь приходится на провода.

Частота импульсов контроллера (PWM Frequency) — как правило, составляет 7-8 Кгц. У «продвинутых» контроллеров частоту регулирования можно программировать на другие значения- 16 и 32 Кгц. Эти значения применяется в основном для высокооборотных 3-4-х витковых моторов с малой индуктивностью, при этом улучшается линейность регулирования частоты вращения.

Особенности подключения

Провода — не такое простое дело, как может показаться на первый взгляд. Есть несколько важных аспектов.

Самое главное — нельзя делать провода от контроллера до аккумулятора большой длины! Дело в том, что стартовые токи беколлекторных моторов намного больше, чем аналогичных коллекторных, и при работе моторов возникают большие броски тока. Конденсаторы, всегда стоящие на входе контроллера, должны быть специального типа, но многие производители ставят обычные.

При удлинении проводов от контроллера до батареи начинает сказываться их индуктивность, и может возникнуть ситуация, когда уровень помех по напряжению питания на входе контроллера станет настолько высок, что контроллер не сможет правильно определить положение ротора мотора (иногда при этом еще и «повисает» процессор контроллера). Известно несколько случаев полного «выгорания в дым» контроллеров, при удлинении проводов со стороны аккумулятора до 30см. Если необходимо увеличить длину проводов (например, двигатель стоит в хвосте модели), то надо увеличивать длину проводов от мотора до контроллера. Как правило, контроллеры поставляются с проводами до батареи длиной 13-16см. Такая длина вполне достаточна для надежной работы контроллера, и не следует ее увеличивать более чем на 5см.

Кроме того, длинные провода до батареи могут вызывать проблемы при резком старте мотора — контроллер может не перейти от режима старта к рабочему режиму при слишком резком прибавлении “газа”. Для предотвращения этого эффекта во многих контроллерах есть специальные настройки.

Настройки

Практически все современные контроллеры имеют множество программных настроек. От них зависит режим работы, надежность, а иногда и работоспособность контроллера в паре с тем или иным мотором. Здесь мы попробуем перечислить основные настройки, и объяснить, как и на что они влияют.

Напряжение выключения мотора (cut-off voltage) – при каком минимальном напряжении на батарее мотор будет выключен. Эта функция предназначена для сохранения работоспособности аппаратуры при разряде батареи и для защиты самой батареи от переразряда (последнее особенно важно для литий- полимерных аккумуляторов). На некоторых контроллерах (например, Jeti серии “ Advansed ”) нет установки напряжения на конкретное число банок в случае использования литиевых батарей, количество банок при этом определяется автоматически.

Тип выключения мотора (cut-off voltage) – как правило имеет 2 значения — плавный (soft cut-off) и жесткий (hard cut-off).

При плавном выключении мотора контроллер сбрасывает обороты постепенно, не позволяя напряжению на батарее упасть ниже заданного, при этом контроль над моделью сохраняется до последнего.

При жестком — мотор немедленно останавливается если зафиксированно падение напряжения ниже заданного. Жесткое отключение может доставить некоторые неудобства при разряженном аккумуляторе: манипулируя газом, вместо небольшой прибавки оборотов иногда получается полный останов мотора.

Тормоз (brake) – торможение мотора после установки газа в «ноль». Может иметь значения включен/выключен, на некоторых контроллерах есть еще программируемая величина тормоза 50-100% и задержка включения тормоза после полного сброса газа. Это необходимо для защиты шестеренок редуктора в случае использования больших и тяжелых пропеллеров. В некоторых контроллерах, например том же Jeti серии «Advanced» тормоз и плавное выключения мотора – установки взаимоисключающие – для включения плавного отключения мотора надо выключить тормоз и наоборот. Намудрили чехи, однако.

Опережение (Timing) – параметр, от которого зависит мощность и КПД двигателя. Может находится в пределах от 0° до 30°. Физически это электрический угол опережения коммутации обмоток.

Для двухполюсных моторов при увеличении опережения обороты и мощность на максимальных оборотах растут, а общий КПД падает. Для двух и 4-х полюсных моторов с внутренним ротором рекомендуют значения от 5 до 15 градусов. При больших значениях опережения мощность практически не растет, а КПД падает на 3-5% — это важно для соревнований, где счет идет именно на эти проценты.

Для многополюсных моторов с внешним ротором ситуация иная — для них оптимальным по КПД и мощности является опережение 25-30°. При изменении угла опережения от 5 до 25° растут и КПД и выходная мощность. Однако прирост этот невелик — около 3%. Как говорится — в полете не заметно, но осознавать приятно.

Режим старта (start mode) — не имеет как правило каких-то числовых значений, описывается только как мягкий, (soft) жесткий (hard), быстрый (fast) и пр. Быстрый старт рекомендуется для моторов без редукторов и для использования в соревнованиях. При использовании быстрого старта в моторах с редукторами возможно повреждение шестерен. Плавный старт обеспечивает меньшие пусковые токи в момент старта и позволяет избежать возможных перегрузок по току контроллера, но время раскрутки мотора до полных оборотов увеличивается.

Читайте также:  Реле регулятор квадроцикла схема подключения

Время акселерации или задержка акселерации (acseleleration time или acseleration delay) – устанавливает время набора оборотов после старта до максимума. Устанавливается меньше для моторов с легкими пропеллерами без редукторов и больше для моторов с редукторами и в случае срабатывания защиты по току при резком прибавлении газа.

Ограничение тока (Curent limiting) – уровень срабатывания защиты по току. Устанавливается более чувствительным в случае применения моторов с большим стартовым током и батарей с высоким внутренним сопротивлением. При этом желательно установить плавное отключение мотора, в противном случае при резких манипуляциях газом мотор будет останавливаться. Не рекомендуется отключать защиту по току, если вы не уверены ,что ток мотора не может превысить максимально допустимое значение для контроллера. Это может привести к повреждению контроллера большими стартовыми токами.

Режим газа (throttle type или throttle mode) – устанавливает зависимость оборотов мотора от ручки газа. Может иметь значения автокалибровки ( auto calibrating ) – при этом контроллер самостоятельно определяет положение малого и полного газа, а также фиксированный ( fixed ) — когда характеристика задана производителем.

Также в некоторых контроллерах присутствует режим «гувернер» (governor), он предназначен для вертолетов, когда положению ручки газа соответствуют определенные обороты, а не мощность двигателя, контроллер в данном режиме работает как автоматическая система поддержания оборотов, прибавляя мощность при увеличении нагрузки на двигатель.

Реверс (reverse) — смена направления вращения. Обычно для изменения направления вращения двигателя надо поменять местами любые два провода от мотора. Но в продвинутых контроллерах, возможно изменить направление вращения мотора программно.

В некоторых контроллерах, например в Kontronik серии «Beat», нет отдельных настроек параметров, но есть выбор комплексных режимов – планер, самолет, корабль, вертолет и даже автомобиль с задним ходом!

Программирование

Тут совет один — читайте внимательно инструкцию. Как правило, вход в режим программирования делается таким образом, что при нормальном использовании включить его очень затруднительно. В некоторых контроллерах для программирования есть специальные перемычки (джамперы), а создатели Castle Creations предусмотрели кроме обычного (с передатчика), программирование через компьютер, с помощью специального USB адаптера, подключаемого к контроллеру через разъем для приемника — просто и гораздо удобней, чем считать вспышки светодиода или писки мотора.

Из нюансов следует отметить, что у некоторых контроллеров, например ТММ, процедуру программирования следует провести до конца — все параметры записываются в конце цикла программирования, а у других — например Castle Creations — программирование можно закончить в любой момент.

Возможные проблемы

Как показывает практика — 70% проблем при использовании контроллеров связано со стартом двигателей. Если мотор у вас плохо стартует, то есть начинает вращаться, а потом останавливается — большинство причин кроется в больших бросках тока и как следствие, провалах питающего напряжения. В первую очередь проверьте провода до батареи. Пробную проверку лучше производить на той длине проводов, которые даны изготовителем, или короче.

Далее — попробуйте снять нагрузку с мотора и проверить его на холостом ходу. Если на хостом ходу все в порядке, а при установке пропеллера мотор упорно не желает крутится, только дергается в одном направлении, попробуйте поставить мягкий старт или увеличить время акселерации. Также здесь поможет установка плавного выключения мотора. Контроллеры, у которых есть ограничение тока, всегда имеют индикацию этого режима — опять же читайте инструкцию, чтобы установить, произошло срабатывание токовой защиты или нет.

Старые «золотые» Jeti серия Jes 18, отличаются, например одной особенностью — у них нет плавного выключения, и при попытке работы мотора с большими пусковыми токами от старых аккумуляторов, при резком движении ручкой газа мотор останавливается, если напряжение упало до 5.2 вольта. Это не неисправность контроллеров, это у них такой алгоритм выключения мотора: напряжение упало — мотор остановился.

Иногда бывает, что мотор стартует в другую сторону, набирает примерно 20-30% оборотов, потом «одумывается», и резко начинает крутится в нужном направлении. Останов и реверс сопровождаются резким броском тока, иногда срабатывает токовая защита. Данная ситуация происходит только с 2-3х витковыми двухполюсными спортивными моторами при наличии резкого старта. Причем мотор ведет так себя не всегда, примерно в 10% случаев. Выход из этой ситуации — опять же использование плавного старта.

О выключателях

Наличие выключателя в контроллере — это дополнительное удобство, позволяющее не залезать каждый раз вовнутрь модели, чтобы включить или выключить аппаратуру. Некоторые производители контроллеров не ставят выключателей на контроллеры предназначенные для токов ниже 40А, таковы например Castle Creations и Astro Flight.

Привлекает решение проблемы выключателей у контроллеров ТММ. У них каждая модель имеет версию с выключателем и без. Причем выключатель электронный, работает на размыкание, и если он в полете случайно оторвется (что вообще-то трудно себе представить) то контроллер и аппаратура останется включенной. Если контроллер ТММ забыть выключить, он при отсутствии сигнала с приемника начнет попискивать мотором. Подобная функция есть и у Astro Flight.

Про «выключатель» у контроллеров Jeti уже упоминалось в статье про литий- полимерные аккумуляторы, он выключает лишь питание приемника, контроллер при этом всегда включен. И не подает никаких сигналов об этом постепенно разряжая «в ноль» батарею, что для литиевых аккумуляторов заканчивается фатально.

Производители контроллеров

Лидером в производстве профессиональных контроллеров для спортсменов является, конечно же Schulze Electronik – на этих контроллерах летает, плавает и ездит большинство спортсменов. Однако это и самые дорогие контроллеры.

Далее в списке популярности стоит Castle Creations – сравнительно молодая фирма (основана в 1997г), специализирующаяся исключительно на выпуске регуляторов хода. В Америке она является лидером по количеству продаж.

Также профессиональные, но опять-таки довольно дорогие контроллеры для спортсменов делает немецкая фирма Kontronik.

Продукция чешских фирм MGM Compro (это их контроллеры называются TMM) и Jeti Models (они же делают контроллеры для фирмы Hacker motors) ориентирована в основном на рынок хобби.

Американская фирма Astro Flight, специализирующаяся на выпуске электромоторов для моделизма, также делает контроллеры к своим моторам, однако отдельно от моторов найти их в продаже проблемматично.

При выборе контроллера главный совет — внимательно изучите все характеристики приглянувшейся вам модели. У некоторых фирм, например Jeti models и MGM Compro (TMM), контроллеры на один и тот же ток и напряжение могут быть с разными версиями программного обеспечения и иметь разное число настроек. Если вы планируете использовать литий-полимерные аккумуляторы — контроллер должен иметь соответствующие настройки. При больших токах 60-80А контроллер лучше выбирать с запасом на 10-15А больше.

Заключение

Цена любой вещи зависит от масштабов ее производства. Производители бесколлекторных моторов множатся, как грибы после дождя. Поэтому хочется верить, что в скором будущем цена на контроллеры и бесколлекторные двигатели упадет, как упала она на аппаратуру радиоуправления. Возможности микроэлектроники с каждым днем все расширяются, размеры и вес контроллеров постепенно уменьшаются. Можно предположить, что в скором будущем контроллеры начнут встраивать прямо в двигатели! Может, мы доживем до этого дня.

Источник

Настройка регулятора оборотов для бесколлекторного двигателя

Ежедневные новости, видео и приколы.

YouTube канал


Подбор двигателя

Меню сайта

  • Радиоуправляемые авиамодели
  • Новичку
  • Обзоры
  • Технологии
    • Авиамодельные
    • Компьюторные
    • Модернизация
    • Починка
    • Очумелые ручки
    • Оборудование
    • 3D принтер
  • Игры и симуляторы
    • Игры
    • Симуляторы
  • Книги
  • Чертежи
    • Чертежи авиамоделей
    • Чертежи плосколетов
    • Не стандарт
    • Бумажные модели
  • Видео инструкции
  • Три и квадрокоптеры
    • Инструкции к квадрокоптерам
    • Tiny Whoop
  • FPV аппаратура
  • Радиоуправляемые яхты
  • Принадлежности
  • Авиамодельный Форум
  • Статьи в блогах
  • Новости
  • Изготовление авиамоделей
    • Фотоинструкции
    • Обзоры изготовления
  • Моделизм
  • RC оборудование
    • Автопилоты
    • Зарядные устройство
    • Приспособы
  • Развлекушки
Читайте также:  Дать определение автоматический регулятор

Магазин

  • Модели по Тетрис
  • Модели из ЕПП
  • Авиамодели из теплона
  • Рамы квадрокотпера
  • Кит стартового ящика
  • Защита от улета
  • Модели из композита
  • AstrA

TOP статьи

Оборудование

Плосколеты

  • Делаем Плосколет
  • Объемный Плосколет
  • Плосколет с толкающим винтом
  • Крестолет из потолочки
  • 4-х моторник
  • Чертежи плосколетов

Создание авиамоделей

  • Фотоинструкции
  • Cessna 150
  • Cessna 152 +закрылки
  • Сам5Бис2
  • «Рама» для FPV
  • Чирок низкоплан
  • Изготовление Crazy Pig
  • Полукопия DHC-2 Beaver
  • Бутербродный Mustang P-51D
  • Katana 3D
  • Ultron 3D
  • Слойка-С
  • Биплан Manon 3D
  • Биплан Ultimate
  • Птиц — мелколет
  • Тренер в 64 см
  • Минипланер
  • Полукопия Як-3
  • Go-Go Dancer для FPV
  • IKAR1600 для FPV
  • Видеоинструкции
  • 3 авиамодели
  • Авиамодель Тренер
  • Messerschmitt Bf.109
  • Летающий Картинг
  • Обзоры изготовления
  • Бутылочная технология
  • Делаем Slow Stick
  • Фламинго верхнеплан
  • Из микромашинки
  • Мультяшная авиамодель
  • Планер из потолочки
  • Снежинка
  • Shark Bait
  • Shark Bait Биплан
  • Слойка 3D
  • Делаем ЛК
  • ЛК Вжик
  • ШокФлаер Як 55
  • GoGo Dancer 1.2м
  • Alula — слопер из потолочки
  • Моторная Алула
  • Питтс Питон
  • Строим полукопию

Skyzone RC708 5.8G 40CH Auto Search Diversity RX 7 Inch Monitor with HD Port DVR Ppm For RC DroneVolantex Ranger 757-4 7574 FPV 1380mm Wingspan EPO RC Airplane PNPBoscam Galaxy D2 FPV 5.8G 32CH LCD 7 Inch Monitor For DJI WLtoys for RC Drone FPV RacingWLtoys V912 Sky Dancer 4CH RC Helicopter RTF with Videography FunctionTowerPro MG946R Metal Gear Digital High Torque Servo 55g3mm/3.17mm Aluminum Bullet Prop Adapter Propeller Holder For Brushless Motor PropSUBOTECH BG1513A 1/12 2.4G 4WD Desert Buggy Off Road RC Car With LED LightMulti Protocol TX Transmitter Module Case for FrSky FlySky Transmitter

RC Магазины

Matek 8 Bit WS2812B RGB 5050 Highlight LED for Naze32 CC3D Flight Controller Cessna 960mm Wingspan EPP Polywood Training RC Airplane KIT Volantex Xpilot AX601 6-Axis Flight Controller Stabilizer TY Model NO.5 296mm Wingspan Wood Park Flyer RC Airplane KIT2 Pair DALPROP T5045C Cyclone 5 Inch 3 Blade Propeller Clover Prop Black Red Orange GreenUnique Models U-Glider 1500mm Wingspan EPO Glider RC Airplane PNPGT Power Aluminum Shell Multifunctional Servo ESC Tester

Программируем регулятор

Думаю , многие из нас сталкивались с проблемой запуска мотора , когда регулятор начинал что-то пищать по-своему , а мы судорожно дергали стик газа на передатчике , пытаясь запустить «бисову машинку».

Давайте разберемся, как избежать подобных проблем и узнаем каким образом и какие параметры можно программировать в регуляторе.

Схема включения

Начнем с самого начала, по порядку. Рассмотрим схему питания и управления мотором. Напряжение питания от аккумулятора подается на мотор через регулятор . Сигнал от приемника управляет регулятором, который осуществляет изменение оборотов мотора .

alt

Способы программирования

Для обеспечения нормальной работы мотора , необходимо чтобы регулятор был правильно и корректно запрограммирован.

Существует два способа программирования регулятора:

1. При помощи стика газа на передатчике .

alt

2. При помощи карты программирования.

alt

В первом случае, регулятор программируется путем перемещения стика газа на передатчике из минимального в максимальное положение и комбинацией длительности и периодичности звуковых сигналов от регулятора.

При использовании второго способа к регулятору подключается программатор, при помощи которого задаются те или иные значения каждого параметра.

На мой взгляд, второй способ удобнее, поскольку здесь можно наглядно увидеть каждый параметр и его текущее значение и нет необходимости воспринимать на слух серию гудков от регулятора (как в первом случае).

Разберем второй случай – программирование с помощью карты. В качестве карты программирования (далее для краткости программатор) использован TURNIGY Programming Card. Его можно приобрести здесь.

alt

Корпус программатора представляет из себя пластиковую коробочку размером с карточку для банкомата и толщиной 6 мм. Программатор имеет 4 кнопки управления режимами, светодиодную панель для отображения режимов регулятора и два разъема для подключения регулятора мотора и внешнего источника питания для программатора.

Хочется также отметить, что современный регулятор это не просто устройство, регулирующее обороты, но и достаточно «умный» прибор с набором полезных функций.

Параметры программирования

Рассмотрим параметры регулятора, которые можно программировать:

alt

1. Brake — Тормоз двигателя: OFF/ON– Выключено/Включено. Когда параметр находится в положении ВКЛЮЧЕНО (ON), мотор остановится немедленно при переводе стика газа передатчика в крайнее нижнее положение;

2. Batt ery type — Тип аккумулятора: Li-xx (Li-ion или Li-poly) / Ni-xx (NiCd или NiMH)

3. Cut off type — Режим отсечки (отключение двигателя при пониженном напряжении питания). Когда выбрано положение “Soft-Cut”, регулятор будет постепенно уменьшать выходную мощность. Когда выбрано положение “Cut-Off”, регулятор будет немедленно отключать выходную мощность на мотор.

4. Cut off voltage — Порог отключения при пониженном напряжении питания (напряжение отсечки). Low/Medium/High— Низкий/Средний/Высокий — значение порога отключения напряжения для каждой ячейки: 2.6В / 2.85В / 3.1В. Например: аккумулятор 3SLi-Poly, когда установлено “Medium” — среднее значение порога отключения, напряжение отключения (отсечки) будет: 2.85*3=8.55В. Для аккумуляторов типа Li-xx (Li-ion или Li-poly), количество банок батареи определяется автоматически.

  • Для аккумуляторов типа Ni-xxbattery (NiCd или NiMH), Low/Medium/High-Низкое/Среднее/Высокое значениями порога отключения напряжения являются 0%/45%/60% от начального напряжения при включении питания. (0% означает, что функция cut-off отключена).

Например: Аккумулятор 10 cell NiMH имеет напряжение полного заряда 1.44*10=14.4 В. При положении “Medium значение отсечки будет: 14.4*45%=6.5В.

5. Startmode — Режим старта мотора : Normal/Soft/Very Soft – Нормальный/Плавный/Мягкий. Нормальный режим предназначен для обычных самолетов, Плавный и Мягкий предпочтителен для вертолетных моторов.

6. Timing mode — Временное регулирование. Этот параметр определяет временной сдвиг подачи напряжения на электромагниты мотора вовремя его работы. При значении Нigh – Высокий, электромагниты мотора будут намагничены более долгий период, что приведет к увеличению мощности мотора , а также и к увеличению потребления тока. Такой режим предназначен для выполнения фигур высшего пилотажа. При значении Low – Низкий, электромагниты мотора будут намагничены короткий период, что уменьшит мощность мотора и уменьшит в свою очередь потребления тока. Такой режим предназначен для выполнения длительных полетов.

Как рекомендует сам производитель регуляторов, Low — Низкое значение этого параметра может использоваться для большинства моторов. Немаловажный момент: при смене параметра Timing mode необходимо обязательно проверить работу мотора на земле.

7. Музыка / Li-Po ячейки: 4 светодиодных индикатора имеют различные значения для регуляторов с/без индекса “HV”.

  • Для регуляторов без индекса “HV”, например “Pentium-60A”, 4 светодиода индицируют 16 возможных позиций, представляя 16 ритма (мелодии) для регулятора. Регулятор будет играть музыку при включении. (см. Таблица 1).
  • Для регуляторов с индексом “HV”, например “Pentium-60A-HV”, 4 светодиода показывают количество ячеек литиевого аккумулятора (см. Таблица 2).

8. Governor mode, OFF/ON– Выключено/Включено. Эта функция позволяет поддерживать скорость вращения мотора постоянной несмотря на различную нагрузку. Ее можно сравнить с круиз контролем (cruise control), когда автомобиль движется вверх и вниз по холмистой местности с одинаковой скоростью. Как правило, используется для вертолетных моторов.

alt alt

Последовательность подключения

1. Изначально предполагаем, что все элементы находятся в отключенном (не присоединенном) состоянии, а регулятор отсоединен от мотора .

alt

2. Регулятор со встроенным источником питания (BEC) присоединяем его к разъему программатора, в правом верхнем углу, обозначенным (BEC). Соблюдаем правильность подключения.

alt

3. Подключаем основное питание (аккумулятор) к регулятору. Загоревшиеся светодиоды на программаторе покажут текущее положение настроек регулятора.

alt

Примечание: Последовательность Шага 2 и Шага 3 НЕ ДОЛЖНА БЫТЬ НАРУШЕНА! В противном случае программатор будет работать не корректно.

Программирование

Для выбора параметра, подлежащему программированию нажимаем кнопку «Вверх/Вниз». Светодиод в строке, соответствующей выбранному параметру будет мигать.

Нажимая кнопку «Влево/Вправо», выбираем необходимое значение. При этом мигающий светодиод показывает значение, которое только что выбрали. Для подтверждения параметра необходимо нажать кнопку “OK”. При этом начнет мигать голубой светодиод подтверждая, что данные передаются регулятору. Когда передача данных будет завершена, голубой светодиод потухнет. Это означает, что новые настройки приняты и хранятся в регуляторе.

Ниже приведен список совместимых с программатором регуляторов.

TURNIGY Plush 80A w/ UBEC Speed Controller Паркфлаер , Hobbyking

TURNIGY Plush 60amp Speed Controller Паркфлаер , Hobbyking

TURNIGY Sentry 60amp Speed Controller Паркфлаер , Hobbyking

TURNIGY Plush 40amp Speed Controller Паркфлаер , Hobbyking

TURNIGY Plush 30amp Speed Controller Паркфлаер , Hobbyking

TURNIGY Basic 25A v3.1 Speed Controller Паркфлаер , Hobbyking

TURNIGY Plush 25amp Speed Controller Паркфлаер , Hobbyking

TURNIGY Basic 18A v3.1 Speed Controller Паркфлаер , Hobbyking

TURNIGY Plush 18amp Speed Controller Паркфлаер , Hobbyking

Оригинал инструкции к регулятору находится здесь .

Переведенную инструкцию можно скачать здесь .

Источник

Схема регулятора скорости бесколлекторного двигателя (ESC)

Схема условно разделена на две части: левая — микроконтроллер с логикой, правая — силовая часть. Силовую часть можно модифицировать для работы с двигателями другой мощности или с другим питающим напряжением.

Контроллер — ATMEGA168. Гурманы могут сказать, что хватило бы и ATMEGA88, а AT90PWM3 — это было бы «вааще по феншую». Первый регулятор я как раз делал «по феншую». Если у Вас есть возможность применять AT90PWM3 — это будет наиболее подходящий выбор. Но для моих задумок решительно не хватало 8 килобайт памяти. Поэтому я применил микроконтроллер ATMEGA168.

Читайте также:  Датчики ваз 2115 регулятор давления топлива

Эта схема задумывалась как испытательный стенд. На котором предполагалось создать универсальный настраиваемый регулятор для работы с различными «калибрами» бесколлекторных двигателей: как с датчиками, так и без датчиков положения. В этой статье я опишу схему и принцип работы прошивки регулятора для управления бесколлекторными двигателями с датчиками Холла и без датчиков.

Схема регулятора

Brushless ESC

Питание

ШИМ и сигналы для ключей

Обратная связь (контроль напряжения фаз двигателя)

Датчики Холла

Измерения аналоговых сигналов

На вход ADC3(PC3) поступает аналоговый сигнал от датчика тока. Датчик тока ACS756SA. Это датчик тока на основе эффекта Холла. Преимущество этого датчика в том, что он не использует шунт, а значит, имеет внутреннее сопротивление близкое к нулю, поэтому на нем не происходит тепловыделения. Кроме того, выход датчика аналоговый в пределах 5В, поэтому без каких-либо преобразований подается на вход АЦП микроконтроллера, что упрощает схему. Если потребуется датчик с большим диапазоном измерения тока, Вы просто заменяете существующий датчик новым, абсолютно не изменяя схему.

Если Вам хочется использовать шунт с последующей схемой усиления, согласования — пожалуйста.

Задающие сигналы

Кроме того, есть вход RC сигнала, который повсеместно используется в дистанционно управляемых моделях. Выбор управляющего входа и его калибровка выполняется в программных настройках регулятора.

UART интерфейс

Прочее

Светодиод, сигнализирующий о состоянии регулятора, подключен к выводу PD4.

Силовая часть

Ключи нужно выбирать в зависимости от максимального тока и напряжения питания двигателя (выбору ключей и драйверов будет посвящена отдельная статья). На схеме обозначены IR540, в реальности использовались K3069. K3069 рассчитаны на напряжение 60В и ток 75А. Это явный перебор, но мне они достались даром в большом количестве (желаю и Вам такого счастья).

Конденсатор С19 включается параллельно питающей батареи. Чем больше его емкость — тем лучше. Этот конденсатор защищает батарею от бросков тока и ключи от значительной просадки напряжения. При отсутствии этого конденсатора Вам обеспечены как минимум проблемы с ключами. Если подключать батарею сразу к VD — может проскакивать искра. Искрогасящий резистор R32 используется в момент подключения к питающей батарее. Сразу подключаем «» батареи, затем подаем «+» на контакт Antispark. Ток течет через резистор и плавно заряжает конденсатор С19. Через несколько секунд, подключаем контакт батареи к VD. При питании 12В можно Antispark не делать.

Возможности прошивки

  • возможность управлять двигателями с датчиками и без;
  • для бездатчикового двигателя три вида старта: без определения первоначального положения; с определением первоначального положения; комбинированный;
  • настройка угла опережения фазы для бездатчикового двигателя с шагом 1 градус;
  • возможность использовать один из двух задающих входов: 1-аналоговый, 2-RC;
  • калибровка входных сигналов;
  • реверс двигателя;
  • настройка регулятора по порту UART и получение данных от регулятора во время работы (обороты, ток, напряжение батареи);
  • частота ШИМ 16, 32 КГц.
  • настройка уровня ШИМ сигнала для старта двигателя;
  • контроль напряжения батарей. Два порога: ограничение и отсечка. При снижении напряжения батареи до порога ограничения обороты двигателя понижаются. При снижении ниже порога отсечки происходит полная остановка;
  • контроль тока двигателя. Два порога: ограничение и отсечка;
  • настраиваемый демпфер задающего сигнала;
  • настройка Dead time для ключей

Работа регулятора

Включение

После включения двигатель издает 1 короткий сигнал (если звук не отключен), включается и постоянно светится светодиод. Регулятор готов к работе.

Для запуска двигателя следует увеличивать величину задающего сигнала. В случае использования задающего потенциометра, запуск двигателя начнется при достижении задающего напряжения уровня примерно 0.14 В. При необходимости можно выполнить калибровку входного сигнала, что позволяет использовать раные диапазоны управляющих напряжений. По умолчанию настроен демпфер задающего сигнала. При резком скачке задающего сигнала обороты двигателя будут расти плавно. Демпфер имеет несимметричную характеристику. Сброс оборотов происходит без задержки. При необходимости демпфер можно настроить или вовсе отключить.

Запуск

При опрокидывании двигателя или механическом заклинивании ротора срабатывает защита, и регулятор пытается перезапустить двигатель.

Запуск двигателя с датчиками Холла также выполняется с применением настроек для старта двигателя. Т.е. если для запуска двигателя с датчиками дать полный газ, то регулятор подаст напряжение, которое указано в настройках для старта. И только после того, как двигатель начнет вращаться, будет подано полное напряжение. Это несколько нестандартно для двигателя с датчиками, поскольку такие двигатели в основном применяются как тяговые, а в данном случае достичь максимального крутящего момента на старте, возможно, будет сложно. Тем не менее, в данном регуляторе присутствует такая особенность, которая защищает двигатель и регулятор от выхода со строя при механическом заклинивании двигателя.

Во время работы регулятор выдает данные об оборотах двигателя, токе, напряжении батарей через порт UART в формате:

Данные выдаются с периодичностью примерно 1 секунда. Скорость передачи по порту 9600.

Настройка регулятора

Переход регулятора в режим настройки происходит при включении регулятора, когда задающий сигнал потенциометра больше нуля. Т.е. Для перевода регулятора в режим настройки следует повернуть ручку задающего потенциометра, после чего включить регулятор. В терминале появится приглашение в виде символа «>«. После чего можно вводить команды.

Регулятор воспринимает следующие команды (в разных версиях прошивки набор настроек и команд может отличаться):

h — вывод списка команд; ? — вывод настроек; c — калибровка задающего сигнала; d — сброс настроек к заводским настройкам.

команда «?» выводит в терминал список всех доступных настроек и их значение. Например: Изменить нужную настройку можно командой следующего формата:

pwm.start=15

Если команда была дана корректно, настройка будет применена и сохранена. Проверить текущие настройки после их изменения можно командой «?«.

Измерения аналоговых сигналов (напряжение, ток) выполняются с помощью АЦП микроконтроллера. АЦП работает в 8-ми битном режиме. Точность измерения занижена намеренно для обеспечения приемлемой скорости преобразования аналогового сигнала. Соответственно, все аналоговые величины регулятор выдает в виде 8-ми битного числа, т.е. от 0 до 255.

Список настроек, их описание:

Параметр Описание Значение
motor.type Тип мотора 0-Sensorless; 1-Sensored
motor.magnets Кол.во магнитов в роторе двигателя. Изпользуется только для расчета оборотов двигателя. 0..255, шт.
motor.angle Угол опережения фазы. Используется только для Sensorless двигателей. 0..30, градусов
motor.start.type Тип старта. Используется только для Sensorless двигателей. 0-без определения положения ротора; 1-с определением положения ротора; 2-комбинированный;
motor.start.time Время старта. 0..255, мс
pwm Частота PWM 16, 32, КГц
pwm.start Значение PWM (%) для старта двигателя. 0..50 %
pwm.min Значение минимального значения PWM (%), при котором двигатель вращается. 0..30 %
voltage.limit Напряжение батареи, при котором следует ограничивать мощность, подаваемую на двигатель. Указывается в показаниях ADC. 0..255*
voltage.cutoff Напряжение батареи, при котором следует выключать двигатель. Указывается в показаниях ADC. 0..255*
current.limit Ток, при котором следует ограничивать мощность, подаваемую на двигатель. Указывается в показаниях ADC. 0..255**
current.cutoff Ток, при котором следует выключать двигатель. Указывается в показаниях ADC. 0..255**
system.sound Включить/выключить звуковой сигнал, издаваемый двигателем 0-выключен; 1-включен;
system.input Задающий сигнал 0-потенциометр; 1-RC сигнал;
system.damper Демпфирование входного сигнала 0..255, условные единицы
system.deadtime Значение Dead Time для ключей в микросекундах 0..2, мкс

* — числовое значение 8-ми битного аналого цифрового преобразователя. Рассчитывается по формуле: ADC = (U*R6/(R5+R6))*255/5 Где: U — напряжение в Вольтах; R5, R6 — сопротивление резисторов делителя в Омах.

** — числовое значение 8-ми битного аналого цифрового преобразователя. Рассчитывается по формуле: ADC = U*255/5 Где: U — напряжение датчика тока в Вольтах, соответствующее требуемому току.

Фьюзы микроконтроллера должны быть выставлены на работу с внешним кварцем. Строка для программирования фьюзов с помощью AVRDUDE:

-U lfuse:w:0xFF:m -U hfuse:w:0xDC:m

Источник