Universeller ESC-Schaltkreis für BLDC- und Generatormotoren

Universeller ESC-Schaltkreis für BLDC- und Generatormotoren

In diesem Beitrag diskutieren wir eine universelle ESC-Schaltung oder eine elektronische Drehzahlreglerschaltung, die universell zur Steuerung eines beliebigen 3-Phasen-BLDC oder sogar eines Generatormotors eingesetzt werden kann.

Was ist ein ESC?

Ein Regler oder elektronischer Drehzahlregler ist eine elektronische Schaltung, die normalerweise zum Betreiben und Steuern eines BLDC-Drehstrommotors verwendet wird.



BLDC-Motor steht für bürstenlosen Gleichstrommotor, der eindeutig angibt, dass solche Motoren keine Bürsten haben, ganz im Gegensatz zu den bürstenbehafteten Motoren, deren Kommutierung auf Bürsten beruht.



Aufgrund des Fehlens von Bürsten können BLDC-Motoren mit maximaler Effizienz arbeiten, da das Fehlen von Bürsten Reibungen und andere damit verbundene Ineffizienzen beseitigt.

BLDC-Motoren haben jedoch einen großen Nachteil: Diese können nicht wie die anderen Bürstenmotoren über eine einzige Versorgung betrieben werden. Stattdessen benötigt ein BLDC-Motor einen 3-Phasen-Treiber, um sie zu betreiben.



Trotz dieser technischen Komplexität werden BLDC-Motoren im Vergleich zu ihren gebürsteten Motoren sehr bevorzugt, da BLDC-Motoren hinsichtlich des Stromverbrauchs äußerst effizient sind und praktisch keine Verschleißprobleme aufweisen.

Deshalb werden heute in BLDC-Motoren eingesetzt elektrische Fahrzeuge , Windmühlen, Flugzeuge, Quad-Copter und die meisten motorbezogenen Geräte.

Wie oben erläutert, sieht der Betrieb eines BLDC-Motors recht komplex aus. Wenn Sie versuchen, einen Treiber oder eine elektronische Drehzahlreglerschaltung für BLDC-Motoren zu suchen, werden Sie wahrscheinlich auf Schaltkreise stoßen, die mit MCUs zu komplex sind oder schwer zu findende Komponenten verwenden.



In diesem Beitrag erfahren Sie, wie Sie eine einfache und effektive ESC-Schaltung herstellen, die universell eingesetzt werden kann, um die meisten BLDC-Motoren durch einige geringfügige Änderungen zu betreiben.

Sobald Sie die Details der Schaltung kennen, können Sie sie zum Erstellen verwenden elektrische Fahrzeuge , Quad-Copter, Roboter, automatische Tore, Staubsauger und jedes motorbetriebene Produkt mit maximaler Effizienz.

Dreiphasengeneratorschaltungen

Da ein BLDC-Motor ein 3-Phasen-Signal benötigt, muss zunächst eine 3-Phasen-Generatorschaltung entworfen werden.

Die folgenden Schaltungen zeigen, wie dies mit einer Handvoll Betriebsteilen erreicht werden kann. Die erste verwendet Opamps während der zweite nur a verwendet wenige BJTs .

Einfache 3-Phasen-Generatoren

3-Phasen-Generatorschaltung auf Opamp-Basis

BC547 Transistorbasierte 3-Phasen-Signalgeneratorschaltung

Der 3-Phasen-Signalausgang muss mit a integriert werden 3-Phasen-Mosfet-Treiberschaltung zum Aktivieren des Motorbetriebs.

Daher ist das zweite wichtige Element die 3-Phasen-Generator-Treiberschaltung, die auf die obige 3-Phasen-Generatorschaltung zum Betreiben des angeschlossenen BLDC-Motors reagieren soll.

Für einen 3-Phasen-Treiber können Sie jeden Standard-3-Phasen-Treiber-IC verwenden, z. B. einen A4915, 6EDL04I06NT oder unseren alten IRS233-IC

In unserer universellen ESC-Schaltung werden wir den IRS233 verwenden und sehen, wie dieser für die beabsichtigte elektronische Drehzahlregelung konfiguriert und für die meisten BLDC-Motoren implementiert werden kann. Das folgende Bild zeigt die gesamte Schaltung des vorgeschlagenen ESC-Entwurfs.

Das ESC-Schema

Einfache elektronische Drehzahlregler-ESC-Schaltung

Die vorgestellte ESC-Generator-Treiberschaltung sieht ziemlich einfach aus und scheint keine komplexen Stufen zu verwenden.

Die von den 3-Phasen-Generatorschaltungen erfassten 3-Phasen-Signale werden an die Eingänge der NICHT-Gatter angelegt, die oben links im obigen Diagramm gezeigt sind.

Diese 3-Phasen-Signale werden in die erforderlichen Hin- und Lin-Eingänge für den 3-Phasen-Mosfer-Treiber IC IRS233 umgewandelt.

Der IC IRS233 verarbeitet diese Signale, um den angeschlossenen BLDC-Motor mit der richtigen Phase und dem richtigen Drehmoment über die zugehörigen Treiber-Mosfets oder IGBTs zu betreiben.

Wir können auch eine IC 555-basierte PWM-Stufe sehen. Diese Stufe ist mit den Low-Side-Mosfets oder IGBTs konfiguriert, um ihre Gate-Trigger in geeignete Abschnitte zu unterteilen.

Dieses Gate-Zerhacken zwingt die Vorrichtungen, mit einer Rate zu arbeiten, die durch diese Zerhacker-PWM-Tastverhältnisrate bestimmt wird. Durch breitere Arbeitszyklen kann sich der Motor schneller drehen, und durch engere Arbeitszyklen kann der Motor proportional langsamer werden.

Die PWM-Rate wird über den IC 555 über den angegebenen PWM-Poti gesteuert.




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