Регуляторы хода для бесколлекторных моторов

Вступление
Главные характеристики контроллеров
Особенности подключения
Настройки
Программирование
Вероятные неприятности
О выключателях
Производители контроллеров
Заключение

Вступление

Эта статья посвящена практическим нюансам применения регуляторов хода (потом — контроллеров) для бесколлекторных моторов, и изюминкам их эксплуатации.

Бесколлекторные моторы, и соответственно регуляторы хода для них возможно поделить на 2 главных класса — с датчиками положения ротора и без них. Бездатчиковые несложнее в изготовлении, исходя из этого большая часть контроллеров и моторов на данный момент как раз такие (не считая особых автомодельных). Потом обращение отправится как раз о бездатчиковых регуляторах хода.

Большая часть используемых в моделизме бесколлекторных моторов выстроены по принципу вывернутого наизнанку коллекторного двигателя: статор с обмотками неподвижен, а ротор с постоянными магнитами вращается. Количество обмоток – неизменно три.

Среди бесколлекторных моторов для моделизма возможно выделить две главные группы — с внутренним ротором, где постоянный магнит вращается в обмоток, и с внешним ротором (outrunner). Последние имеют, в большинстве случаев, большее количество магнитных полюсов, и больший крутящий момент если сравнивать с моторами с внутренним ротором, что разрешает использовать их на авиамоделях без применения редуктора — они смогут «напрямую» крутить винты громадного диаметра.

Главные характеристики контроллеров

Большой постоянный (сontinius) ток – показывает, какой ток контроллер способен держать продолжительное время. В большинстве случаев, данный параметр входит в обозначение контроллера (к примеру Jes -18, Phoenix -10). Время от времени показывают величину краткосрочного тока, допустимого в течении нескольких секунд.

Короткий ток способны держать выходные транзисторы контроллера, но рассеивать выделяемое наряду с этим токе количество тепла контроллер не в состоянии.

Большое рабочее напряжение — указывается, с каким числом NiCd либо литий-полимерных банок возможно применять контроллер. Для контроллеров с ВЕС-ом, эта величина возможно различная, в зависимости от количества сервомашинок. Это связано с рассеиванием тепла стабилизатором схемы ВЕС — при большем числе банок большой ток нагрузки BEC и, следовательно, количество сервомашинок меньше.

В большинстве случаев, в случае если употребляется ВЕС, количество банок не превышает 12. Если вы желаете трудиться с громадным числом банок, то нужно будет ставить либо отдельную батарею питания приемника, либо применять внешний ВЕС. Но в любом случае нельзя превышать большое напряжение, допустимое для контроллера.

Большие обороты (maximum rpm) — программное ограничение больших оборотов. Неизменно указывается для двухполюсного двигателя. Для многополюсных моторов это число нужно поделить на количество пар полюсов.

К примеру, в случае если указано 63000 rpm, то для мотора с 12-ю магнитами большие обороты будут 63000/6=10500 rpm, а это уже не так много… Эта функция не дает мотору собрать большее, чем указано количество оборотов, кое-какие контроллеры при превышении этого значения на холостом ходу начинают сбоить, приводя к значительным броскам тока — мотор начинает быстро дергаться. Данный эффект не есть показателем неисправности мотора ли контроллера.

Внутреннее сопротивление – полное сопротивление силовых ключей контроллера, не учитывая проводов. Чем замечательнее контроллер, тем меньше его внутреннее сопротивление. В большинстве случаев, сопротивление проводов сравнимо с внутренним сопротивлением контроллера и вносит до 30% утрат.

Для примера, внутреннее сопротивление контроллера Castle Creations Phoenix-25 13 mOhm, а сопротивление 30 см провода сечением 1кв.мм – 6 mOhm, другими словами практически треть утрат приходится на провода.

Частота импульсов контроллера (PWM Frequency) — в большинстве случаев, образовывает 7-8 Кгц. У продвинутых контроллеров частоту регулирования возможно программировать на другие значения- 16 и 32 Кгц. Эти значения используется по большей части для высокооборотных 3-4-х витковых моторов с малой индуктивностью, наряду с этим улучшается линейность регулирования частоты вращения.

Особенности подключения

Провода — не такое простое дело, как может показаться на первый взгляд. Имеется пара ответственных качеств.

Самое основное — нельзя делать провода от контроллера до аккумулятора громадной длины! Дело в том, что стартовые токи беколлекторных моторов намного больше, чем подобных коллекторных, и при работе моторов появляются громадные броски тока. Конденсаторы, неизменно стоящие на входе контроллера, должны быть особого типа, но многие производители ставят простые.

При удлинении проводов от контроллера до батареи начинает сказываться их индуктивность, и может появиться обстановка, в то время, когда уровень помех по напряжению питания на входе контроллера станет так высок, что контроллер не сможет верно выяснить положение ротора мотора (время от времени наряду с этим еще и повисает процессор контроллера). Известно пара случаев полного выгорания в дым контроллеров, при удлинении проводов со стороны аккумулятора до 30см.

В случае если нужно расширить длину проводов (к примеру, двигатель стоит в хвосте модели), то нужно увеличивать длину проводов от мотора до контроллера. В большинстве случаев, контроллеры поставляются с проводами до батареи длиной 13-16см. Такая протяженность в полной мере достаточна для надежной работы контроллера, и не нужно ее увеличивать более чем на 5см.

Помимо этого, долгие провода до батареи смогут приводить к при резком старте мотора — контроллер может не перейти от режима старта к рабочему режиму при через чур резком прибавлении “газа”. Для предотвращения этого результата во многих контроллерах имеется особые настройки.

Настройки

Фактически все современные контроллеры имеют множество программных настроек. От них зависит режим работы, надежность, а время от времени и работоспособность контроллера в паре с тем либо иным мотором. Тут мы попытаемся перечислить главные настройки, и растолковать, как и на что они воздействуют.

Напряжение выключения мотора (cut-off voltage) – при каком минимальном напряжении на батарее мотор будет отключён. Эта функция предназначена для сохранения работоспособности аппаратуры при разряде батареи и для защиты самой батареи от переразряда (последнее особенно принципиально важно для литий- полимерных аккумуляторная батарей). На некоторых контроллерах (к примеру, Jeti серии “ Advansed ”) нет установки напряжения на конкретное число банок при применения литиевых батарей, количество банок наряду с этим определяется машинально.

Тип выключения мотора (cut-off voltage) – в большинстве случаев имеет 2 значения — плавный (soft cut-off) и твёрдый (hard cut-off).

При плавном выключении мотора контроллер сбрасывает обороты неспешно, не разрешая напряжению на батарее упасть ниже заданного, наряду с этим контроль над моделью сохраняется до последнего.

При твёрдом — мотор срочно останавливается в случае если зафиксированно падение напряжения ниже заданного. Твёрдое отключение может причинить кое-какие неудобства при разряженном аккумуляторе: манипулируя газом, вместо маленькой прибавки оборотов время от времени получается полный останов мотора.

Тормоз (brake) – торможение мотора по окончании установки газа в ноль. Может иметь значения включен/отключён, на некоторых контроллерах имеется еще программируемая задержка включения 50-100% и величина тормоза тормоза по окончании полного сброса газа. Это нужно для защиты шестеренок редуктора при применения громадных и тяжелых пропеллеров.

В некоторых контроллерах, к примеру том же Jeti серии Advanced плавное выключения и тормоз мотора – установки взаимоисключающие – для включения плавного отключения мотора нужно отключить тормоз и напротив… Намудрили чехи, но.

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 повышении опережения мощность и обороты на больших оборотах растут, а неспециализированный КПД падает. Для двух и 4-х полюсных моторов с внутренним ротором советуют значения от 5 до 15 градусов. При громадных значениях опережения мощность фактически не растет, а КПД падает на 3-5% — это принципиально важно для соревнований, где счет идет именно на эти проценты.

Для многополюсных моторов с внешним ротором обстановка другая — для них оптимальным по КПД и мощности есть опережение 25-30°. При трансформации угла опережения от 5 до 25° растут и КПД и выходная мощность. Но прирост данный мал — около 3%.

Как говорится — в полете не заметно, но осознавать приятно…

Режим старта (start mode) — не имеет в большинстве случаев каких-то числовых значений, описывается лишь как мягкий, (soft) твёрдый (hard), стремительный (fast) и пр. Стремительный старт рекомендуется для моторов без редукторов и для применения в соревнованиях. При применении стремительного старта в моторах с редукторами вероятно повреждение шестерен.

Плавный старт снабжает меньшие пусковые токи в момент старта и разрешает избежать вероятных перегрузок по току контроллера, но время раскрутки мотора до полных оборотов возрастает.

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

Ограничение тока (Curent limiting) – уровень срабатывания защиты по току. Устанавливается более чувствительным при применения моторов с громадным стартовым током и батарей с высоким внутренним сопротивлением. Наряду с этим нужно установить плавное отключение мотора, в другом случае при резких манипуляциях газом мотор будет останавливаться.

Не рекомендуется отключать защиту по току, если вы не уверены ,что ток мотора неимеетвозможности превышать максимально допустимое значение для контроллера. Это может привести к повреждению контроллера громадными стартовыми токами.

Режим газа (throttle type либо throttle mode) – устанавливает связь оборотов между ручки и мотора газа. Может иметь значения автокалибровки ( auto calibrating ) – наряду с этим контроллер самостоятельно определяет положение малого и полного газа, и фиксированный ( fixed ) — в то время, когда черта задана производителем.

Кроме этого в некоторых контроллерах присутствует режим гувернер (governor), он рекомендован для вертолетов, в то время, когда положению ручки газа соответствуют определенные обороты, а не мощность двигателя, контроллер в данном режиме трудится как автоматическая совокупность поддержания оборотов, прибавляя мощность при повышении нагрузки на двигатель.

Реверс (reverse) — смена направления вращения. В большинстве случаев для трансформации направления вращения двигателя нужно поменять местами каждые два провода от мотора. Но в продвинутых контроллерах, вероятно поменять направление вращения мотора программно.

В некоторых контроллерах, к примеру в Kontronik серии Beat, нет отдельных настроек параметров, но имеется выбор комплексных режимов – планер, самолет, корабль, вертолет а также автомобиль с задним ходом!

Программирование

Тут совет один — просматривайте пристально инструкцию. В большинстве случаев, вход в режим программирования делается так, что при обычном применении включить его весьма затруднительно. В некоторых контроллерах для программирования имеется особые перемычки (джамперы), а создатели Castle Creations предусмотрели не считая простого (с передатчика), программирование через компьютер, посредством особого USB адаптера, подключаемого к контроллеру через разъем для приемника — легко и значительно эргономичнее, чем вычислять вспышки светодиода либо писки мотора…

Из нюансов направляться подчернуть, что у некоторых контроллеров, к примеру ТММ, процедуру программирования направляться совершить до конца — все параметры записываются в конце цикла программирования, а у других — к примеру Castle Creations — программирование возможно закончить в любую секунду.

Вероятные неприятности

Как показывает практика — 70% неприятностей при применении контроллеров связано со стартом двигателей. В случае если мотор у вас не хорошо стартует, другими словами начинает вращаться, а позже останавливается — большая часть обстоятельств кроется в громадных бросках тока и как следствие, провалах питающего напряжения. Прежде всего удостоверьтесь в надежности провода до батареи.

Пробную диагностику лучше создавать на той длине проводов, каковые даны изготовителем, либо меньше.

Потом — попытайтесь снять нагрузку с мотора и проверить его на холостом ходу. В случае если на хостом ходу все в порядке, а при установке пропеллера мотор настойчиво не хочет крутится, лишь дергается в одном направлении, попытайтесь поставить мягкий старт либо расширить время акселерации. Кроме этого тут окажет помощь установка плавного выключения мотора.

Контроллеры, у которых имеется ограничение тока, постоянно имеют индикацию этого режима — снова же просматривайте инструкцию, дабы установить, случилось срабатывание токовой защиты либо нет…

Ветхие золотые Jeti серия Jes 18, отличаются, к примеру одной изюминкой — у них нет плавного выключения, и при попытке работы мотора с громадными пусковыми токами от ветхих аккумуляторная батарей, при резком перемещении ручкой газа мотор останавливается, в случае если напряжение упало до 5.2 вольта. Это не неисправность контроллеров, это у них таковой метод выключения мотора: напряжение упало — мотор остановился…

Время от времени не редкость, что мотор стартует в другую сторону, набирает приблизительно 20-30% оборотов, позже одумывается, и быстро начинает крутится в нужном направлении. реверс и Останов сопровождаются резким броском тока, время от времени срабатывает токовая защита. Эта обстановка происходит лишь с 2-3х витковыми двухполюсными спортивными моторами при наличии резкого старта. Причем мотор ведет так себя не всегда, приблизительно в 10% случаев.

Выход из данной ситуации — снова же применение плавного старта.

О выключателях

Наличие выключателя в контроллере — это дополнительное удобство, разрешающее не залезать любой раз вовнутрь модели, дабы включить либо отключить аппаратуру. Кое-какие производители контроллеров не ставят выключателей на контроллеры предназначенные для токов ниже 40А, таковы к примеру Castle Creations и Astro Flight.

Завлекает решение проблемы выключателей у контроллеров ТММ. У них любая модель имеет версию с выключателем и без. Причем выключатель электронный, трудится на размыкание, и если он в полете случайно оторвется (что вообще-то тяжело себе представить) то аппаратура и контроллер останется включенной.

В случае если контроллер ТММ забыть отключить, он при отсутствии сигнала с приемника начнет попискивать мотором. Подобная функция имеется и у Astro Flight.

Про выключатель у контроллеров Jeti уже упоминалось в статье про литий- полимерные аккумуляторная батареи, он выключает только питание приемника, контроллер наряду с этим неизменно включен. И не подает никаких сигналов об этом неспешно разряжая в ноль батарею, что для литиевых аккумуляторная батарей заканчивается фатально.

Производители контроллеров

Фаворитом в производстве опытных контроллеров для спортсменов есть, конечно же Schulze Electronik – на этих контроллерах летает, плавает и ездит большая часть спортсменов. Но это и самые дорогие контроллеры.

Потом в перечне популярности стоит Castle Creations – относительно юная компания (основана в 1997г), специализирующаяся только на выпуске регуляторов хода. В Америке она есть фаворитом по количеству продаж.

Кроме этого опытные, но опять-таки достаточно дорогие контроллеры для спортсменов делает германская компания Kontronik.

Продукция чешских компаний MGM Compro (это их контроллеры именуются TMM) и Jeti Models (они же делают контроллеры для компании Hacker motors) ориентирована по большей части на рынок хобби.

Американская компания Astro Flight, специализирующаяся на выпуске электромоторов для моделизма, кроме этого делает контроллеры к своим моторам, но раздельно от моторов отыскать их в продаже проблемматично…

При выборе контроллера основной совет — пристально изучите все характеристики приглянувшейся вам модели. У некоторых компаний, к примеру Jeti models и MGM Compro (TMM), контроллеры на одинаковый напряжение и ток смогут быть с различными версиями программного обеспечения и иметь различное число настроек. Если вы собираетесь использовать литий-полимерные аккумуляторная батареи — контроллер должен иметь соответствующие настройки.

При громадных 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 по окончании дождя. Исходя из этого хочется верить, что в скором времени цена на контроллеры и бесколлекторные двигатели упадет, как упала она на аппаратуру радиоуправления…

Возможности микроэлектроники с каждым днем все увеличиваются, вес и размеры контроллеров неспешно уменьшаются. Возможно высказать предположение, что в скором времени контроллеры начнут встраивать прямо в двигатели! Может, мы доживем до этого дня…

Игромир

Регуляторы хода для бесколлекторных моторов

Рандомные статьи:

Регулятор бк двигателя / Китайцы в своем репертуаре!

Похожие статьи, которые вам понравятся: