ในโพสต์นี้เราจะพูดถึงวงจร ESC สากลหรือวงจรควบคุมความเร็วอิเล็กทรอนิกส์ซึ่งสามารถนำไปใช้ในการควบคุม BLDC ประเภท 3 เฟสหรือแม้แต่มอเตอร์กระแสสลับ

ESC คืออะไร

ESC หรือตัวควบคุมความเร็วอิเล็กทรอนิกส์คือวงจรอิเล็กทรอนิกส์ซึ่งโดยปกติจะใช้สำหรับการทำงานและควบคุมมอเตอร์ 3 เฟส BLDC

มอเตอร์ BLDC ย่อมาจากมอเตอร์กระแสตรงไร้แปรงถ่านซึ่งระบุอย่างชัดเจนว่ามอเตอร์ดังกล่าวเป็นโมฆะของแปรงค่อนข้างตรงข้ามกับมอเตอร์ชนิดแปรงซึ่งอาศัยแปรงในการสับเปลี่ยน

เนื่องจากไม่มีแปรงมอเตอร์ BLDC จึงสามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุดเนื่องจากการไม่มีแปรงช่วยลดแรงเสียดทานและความไม่มีประสิทธิภาพอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้อง

อย่างไรก็ตามมอเตอร์ BLDC มีข้อเสียที่สำคัญประการหนึ่งคือไม่สามารถทำงานผ่านแหล่งจ่ายเดียวเหมือนกับมอเตอร์แบบแปรงอื่น ๆ แต่มอเตอร์ BLDC ต้องใช้ไดรเวอร์ 3 เฟสเพื่อใช้งาน

“การเดินสายไฟ 3 เฟสเป็นเฟสเดียว ”

แม้จะมีความซับซ้อนทางเทคนิคนี้ แต่มอเตอร์ BLDC ก็เป็นที่นิยมอย่างมากเมื่อเทียบกับมอเตอร์แบบแปรงเนื่องจากมอเตอร์ BLDC มีประสิทธิภาพสูงในแง่ของการใช้พลังงานและแทบไม่มีปัญหาการสึกหรอ

ด้วยเหตุนี้จึงมีการนำมอเตอร์ BLDC มาใช้ในปัจจุบัน ยานยนต์ไฟฟ้า , กังหันลม, เครื่องบิน, ควอดคอปเตอร์ และอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องกับมอเตอร์ส่วนใหญ่

ดังที่ได้กล่าวไว้ข้างต้นในการใช้งานมอเตอร์ BLDC ดูค่อนข้างซับซ้อนและหากคุณพยายามมองหาไดรเวอร์หรือวงจรควบคุมความเร็วอิเล็กทรอนิกส์สำหรับมอเตอร์ BLDC คุณอาจเจอวงจรที่ซับซ้อนเกินไปโดยใช้ MCU หรือใช้ส่วนประกอบที่หายาก

ในโพสต์นี้เราจะเรียนรู้วิธีการสร้างวงจร ESC ที่เรียบง่ายและมีประสิทธิภาพซึ่งอาจนำไปใช้กับมอเตอร์ BLDC ส่วนใหญ่ผ่านการปรับเปลี่ยนเล็กน้อย

เมื่อคุณเรียนรู้รายละเอียดของวงจรแล้วคุณสามารถใช้มันเพื่อสร้าง ยานยนต์ไฟฟ้า , ควอดคอปเตอร์, หุ่นยนต์, ประตูอัตโนมัติ, เครื่องดูดฝุ่นและผลิตภัณฑ์ที่ทำงานด้วยมอเตอร์ใด ๆ ที่มีประสิทธิภาพสูงสุด

วงจรเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสามเฟส

เนื่องจากมอเตอร์ BLDC ต้องการสัญญาณ 3 เฟสสิ่งแรกที่ต้องออกแบบคือวงจรกำเนิดไฟฟ้า 3 เฟส

วงจรต่อไปนี้แสดงให้เห็นว่าสามารถทำได้โดยใช้ชิ้นส่วนปฏิบัติการเพียงไม่กี่ชิ้นอันแรก ใช้ opamps ในขณะที่อันที่สองใช้ประโยชน์จากไฟล์ BJT ไม่กี่คน .

เครื่องกำเนิดไฟฟ้า 3 เฟสอย่างง่าย

วงจรกำเนิดไฟฟ้า 3 เฟสตาม opamp

BC547 วงจรกำเนิดสัญญาณ 3 เฟสตามทรานซิสเตอร์

เอาต์พุตสัญญาณ 3 เฟสจำเป็นต้องรวมเข้ากับไฟล์ วงจรขับมอสเฟ็ท 3 เฟส สำหรับการเปิดใช้งานมอเตอร์

“สัญญาณแอนะล็อกต่างจากสัญญาณดิจิตอล ”

ดังนั้นองค์ประกอบที่สำคัญประการที่สองคือวงจรขับอัลเทอร์เนเตอร์ 3 เฟสซึ่งควรจะตอบสนองต่อวงจรกำเนิดไฟฟ้า 3 เฟสข้างต้นสำหรับการทำงานของมอเตอร์ BLDC ที่เชื่อมต่อ

สำหรับไดรเวอร์ 3 เฟสคุณสามารถใช้ IC ไดรเวอร์ 3 เฟสมาตรฐานใดก็ได้เช่น A4915, 6EDL04I06NT หรือ IRS233 IC เก่าของเรา

ในวงจร ESC สากลของเราเราจะใช้ IRS233 และดูว่าจะกำหนดค่าสำหรับการควบคุมความเร็วอิเล็กทรอนิกส์ที่ต้องการและนำไปใช้กับมอเตอร์ BLDC ส่วนใหญ่ได้อย่างไร ภาพต่อไปนี้แสดงวงจรทั้งหมดของการออกแบบ ESC ที่เสนอ

แผนผัง ESC

วงจร ESC ควบคุมความเร็วอิเล็กทรอนิกส์แบบง่าย

วงจรขับกระแสสลับ ESC ที่นำเสนอดูค่อนข้างตรงไปตรงมาและดูเหมือนจะไม่ใช้ขั้นตอนที่ซับซ้อนใด ๆ

สัญญาณ 3 เฟสที่ได้รับจากวงจรเครื่องกำเนิดไฟฟ้า 3 เฟสถูกนำไปใช้กับอินพุตของประตู NOT ที่แสดงที่ด้านบนซ้ายของแผนภาพด้านบน

สัญญาณ 3 เฟสเหล่านี้จะถูกแปลงเป็นอินพุต Hin และ Lin ที่ต้องการสำหรับ IC IRS233 ไดรเวอร์มอสเฟอร์ 3 เฟส

IC IRS233 จะประมวลผลสัญญาณเหล่านี้เพื่อใช้งานมอเตอร์ BLDC ที่เชื่อมต่อด้วยเฟสและแรงบิดที่ถูกต้องผ่านมอสเฟ็ทของไดรเวอร์หรือ IGBT ที่เกี่ยวข้อง

นอกจากนี้เรายังสามารถเห็นขั้นตอน PWM ที่ใช้ IC 555 ขั้นตอนนี้ได้รับการกำหนดค่าด้วย mosfets หรือ IGBT ด้านต่ำสำหรับการสับทริกเกอร์เกตให้เป็นส่วนที่เหมาะสม

การสับประตูนี้บังคับให้อุปกรณ์ทำงานในอัตราที่กำหนดโดยอัตรารอบการทำงานของการสับ PWM รอบการทำงานที่กว้างขึ้นทำให้มอเตอร์หมุนเร็วขึ้นและรอบการทำงานที่แคบลงทำให้มอเตอร์ทำงานช้าลงตามสัดส่วน