Авиамодельные регуляторы оборотов двигателя

Электронный регулятор хода

Электронный регулятор хода (англ. ESC, Electronic Speed Controller ) — устройство для управления оборотами электродвигателя, применяемое на радиоуправляемых моделях с электрической силовой установкой.

Электронный регулятор хода позволяет плавно варьировать электрическую мощность, подаваемую на электродвигатель. В отличие от более простых резистивных регуляторов хода (в настоящее время практически не применяются в моделизме), которые управляли мощностью двигателя путём включения в цепь последовательно с мотором активной нагрузки, превращающей избыточную мощность в тепло, электронный регулятор хода обладает значительно более высоким КПД, не расходуя энергию аккумуляторной батареи на бесполезный нагрев.

Содержание

• 1 Классификация
• 2 Общее описание
• 3 Настраиваемые функции
• 4 Ссылки

Классификация [ править | править код ]

Электронные регуляторы хода в первую очередь классифицируются в зависимости от типа электродвигателя, для управления которыми предназначены:

• Для коллекторных электродвигателей;
• Для бесколлекторных электродвигателей как с датчиками Холла, так и без датчиков. В этом случае связка регулятора с двигателем является подвидом частотно-регулируемого привода.

В зависимости от типа моделей:

Все регуляторы также различаются в зависимости от максимального рабочего тока, напряжения батареи, возможностью работы с аккумуляторами различного типа.

Регуляторы хода для бесколлекторных электродвигателей принципиально отличаются от регуляторов хода для коллекторных моторов: помимо управления мощностью, подводимой к электромотору, они должны определять положение ротора в каждый момент времени, чтобы точно задавать фазы трех питающих напряжений, необходимых для работы бесколлекторного электромотора. Эти регуляторы обычно дороже регуляторов хода для коллекторных двигателей на ту же электрическую мощность. Регулятор хода бесколлекторных электромоторов обеспечивает работу только одного подключенного к нему бесколлекторного мотора, в то время как регулятор хода коллекторных моторов позволяет подсоединить к нему несколько коллекторных моторов последовательно или параллельно, с единственным ограничением, чтобы суммарный ток не превышал максимальный ток, на который рассчитан данный регулятор хода.

Регуляторы хода для судомоделей имеют дополнительную защиту от влаги и часто жидкостное охлаждение забортной водой, что является повсеместной практикой на всех типах моторизованных судов.

Регуляторы хода для автомоделей имеют развитый радиатор воздушного охлаждения и возможность реверса направления вращения электродвигателя.

Общее описание [ править | править код ]

Как правило, на регуляторе также лежит задача обеспечения питанием приемника и всех сервоприводов. Силовые аккумуляторы имеют напряжение 7.4-48 В, в то время как для питания приборов и сервоприводов необходимо 5..6 В, поэтому в регулятор встраивается BEC ( англ. ) (преобразователь напряжения), преобразующий напряжение ходового аккумулятора в более низкое. Мощность встроенного преобразователя напряжения ограничена 1,5-20 А.

Некоторые регуляторы могут иметь на корпусе кнопки для изменения параметров. Другие — настраиваются с помощью обычной аппаратуры управления моделью (путём последовательных манипуляций ручкой газа на передатчике аппаратуры радиоуправления). Некоторые фирмы выпускают специальные кабели для подключения регулятора к специальному настроечному пульту или персональному компьютеру для точной настройки.

Важная функция регулятора — Fail Safe. В случае, если модель потеряет сигнал от передатчика системы радиоуправления, например, при превышении дальности работы или помех в эфире, регулятор немедленно отключает двигатель, а сервомашинки переключатся в заранее выбранные позиции. Как правило, планирование по плавной нисходящей спирали. Эта функция в меньшей степени позволяет сохранить модель от аварии. Основные назначение — безопасность людей (особенно для крупных летательных аппаратов) и посадка ближе к моделисту, чем в случае с абсолютно неуправляемой моделью.

Регулятор скорости SkyRC Swift 10A для бесколлекторных двигателей

Цена действительна только для интернет-магазина и может отличаться от цен в розничных магазинах

• Описание
• Наличие

Бесколлекторный авиамодельный регулятор оборотов Swift 10A. Максимальный рабочий ток — 10 А, рабочее напряжение — 6.0-12.6 В, имеет встроенный BEC.

Swift 10A – современный высокоэффективный регулятор оборотов для авиамодельных бесколлекторных двигателей. Простота, надёжность и доступность в сочетании с богатыми функциональными возможностями – основные особенности нового продукта.

Заводские настройки: аккумуляторная батарея – Li-PO (количество банок определяется автоматически), тормоз включён. При их соответствии Вашим требованиям регулятор можно без дополнительного программирования установить на модель и переходить к полётам.

Регулятор оборотов имеет 6 программируемых параметров, настраиваемых как с передатчика, так и при помощи опциональной карты программирования.

Особенности регулятора при использовании карты программирования:

• Напряжение отсечки для Ni-CD/Ni-MH батарей
• Напряжение отсечки для Li-PO батарей
• Тип отсечки
• Опережение коммутации (тайминг)
• Направление вращения
• Настройка тормоза (6 вариантов)

Характеристики регулятора:

• максимальный рабочий ток: 10 А
• максимальный ток BEC: 1 А
• максимальное напряжение питания: 12.6 В (3S Li-PO)
• минимальное напряжение питания: 6 В
• напряжение BEC: 5 В
• размеры: 23x18x8 мм
• вес: 8 г

В комплекте:

• регулятор хода SkyRC Swift 10A

Что такое регулятор оборотов двигателя (ESC) и на что обращать внимание при выборе

При покупке готовой RC-модели в полной комплектации вопрос о выборе регулятора скорости неактуален. Совсем другое дело, когда модель собирается «с нуля» или нужно заменить пришедшую в негодность комплектующую.

ESC (англ. «Electronic Speed Control») – это составляющая любой радиоуправляемой модели на электротяге. Регулятор оборотов (или «регулятор скорости», или «контроллер», он же в простонародье «регуль») отвечает за плавное, без лишних скачков управление двигателем.

Немного теории

Регулятор скорости – это передаточное звено между установленным аккумулятором и электродвигателем. И нужно отметить, что последний без него долго не протянет.

Электродвигатель плюс регулятор оборотов – это силовая установка модели, ее сердце и движущая сила.

Параметры ESC нужно учитывать при выборе аккумулятора, то есть четко следовать инструкции к модели. И да, от параметров регулятора зависит выбор типа АКБ и ее напряжение.

Регулятор скорости может относиться к категории «специализированных», но может быть и универсальным, то есть перепрограммироваться (настраиваться) на разную RC-технику – автомодели, судомодели или авиамодели.

Кстати, если имеем модель с задним ходом, то на ней установлен регулятор с реверсом. Такой контроллер меняет направление вращения электромотора, пуская на него напряжение противоположной полярности.

Как выбрать регулятор скорости

Выбор контроллера зависит от установленного двигателя и аккумулятора.

Первое, на что обратить внимание – максимальный рабочий ток регулятора. Проверьте характеристики АКБ – от номинального напряжения на акуме зависит и выбор контроллера. Если на модели установлена батарея с напряжением 4S , то и рабочее напряжение регулятора должно быть не ниже. Ни в коем случае нельзя к 4S аккумулятору подключать контроллер, с параметрами рабочего тока 2-3S – он просто сгорит.

Электродвигатели подразделяются на коллекторные (brushed) и бесколлекторные (brushless). Для каждого типа предназначены свои регуляторы оборотов, которые отличаются принципом работы и даже схемой.

Сразу отметим, что контроллеры для двигателей бесколлекторного типа предназначены только для одного мотора, в то время как регуляторы для бесщеточных электродвигателей (они, кстати, значительно дешевле) могут работать с несколькими движками.

Чтобы оценить выбранный регулятор оборотов, пройдитесь по следующим параметрам:

Напряжение

Номинальное покажет, при каком токе ESC сможет проработать длительное время (длительное, в понимании электроники – это несколько секунд, а не часов).

Пиковое напряжение – это характеристика для оценки максимальной нагрузки на контроллер в определенный момент (запуск, быстрый старт, резкое торможение).

Рабочее напряжение мы уже упоминали – это параметр для определения совместимости с АКБ.

Сопротивление

Внутреннее сопротивление играет важную роль для профессиональных моделистов. За счет разных схем переключения электрических соединений, происходит высвобождение энергии, иными словами – установка греется и энергия теряется. Внутреннее сопротивление регулятора у спортивных моделей невелико (около 0,0006 Ом), но даже эти потери могут сыграть решающую роль на серьезных соревнованиях.

У регуляторов с реверсом внутреннее сопротивление обычно выше, поэтому спортивные модели и не имеют заднего хода. Так что, если вы настроены серьезно на победу в гонках, то учитесь сразу обходиться без реверса, хоть без заднего хода поначалу и неудобно.

Настройка

Современные регуляторы оборотов поддаются настройке. Некоторые можно настроить прямо с пульта радиоуправления, на других есть кнопки на корпусе. Как вариант — вхождение в режим настройки при подключении или съеме джампера (перемычки). В роли индикатора настройки выступает свето- или звукоиндикация.

Подбирая регулятор оборотов для своей модели, внимательно изучите в инструкции ее характеристики и рекомендации по подбору комплектующих. Ну, а если возникают вопросы – лучше все-таки посоветоваться со специалистом.

О регуляторах скорости

Путаница с управлением? Нет проблем!

Регуляторы скорости бывают различных размеров от разных производителей.

Когда дело доходит до летающего электрического самолета, то людей чаще всего беспокоит настройка электронной системы контроля скорости (ESC). Страх, что ошибка может разрушить двигатель, сам ESC, LiPo пакет или все вместе, является распространенным явлением. Я говорю, расслабьтесь. Случаи, когда это происходит очень редки. Большую часть ошибок программирования приведет к потере эффективности, низкой производительности, или что-то гораздо меньшее, чем катастрофа.

Большинство брендов предлагают интерфейсы USB для программирования ESC, подключив их к компьютеру и с помощью их программного обеспечения. Есть также програматоры, которые доступны у большинства именитых производителей, которые работают, просто подключив их к ESC и ни один компьютер не требуется. То есть в конечном итоге, можно програмировать в полевых условиях. Все производители обеспечивают средства для программирования ESC движениями ручки дросселя на передатчике, после ввода в режим программирования. Это может привести к путанице, но не требует програматора или компьютера, так что может быть доступно в любом месте. Обязательно иметь при себе инструкцию, чтобы обеспечить правильный выбор параметров.

Регулятор скорости 101

Большинство производителей используют подобные термины для описания функции своих контроллеров. Важно иметь минимальное понимание этих терминов:

Регулятор скорости должен быть прикреплен на место либо липучкой, либо пластиковой стяжкой, либо подобными фиксаторами. Некоторые ESC имеют фланцы для болтов.

Настройка тормоза: большинство контроллеров позволит вам выбрать, летать с тормозом либо без. Есть настройки для мягкого тормоза, жесткого тормоза, и без тормоза. По умолчанию большинство производителей включает настройки — без тормоза или мягкий тормоз, но прочитайте инструкцию, чтобы знать на верняка. Некоторые Джет контроллеры по умолчанию включены на жесткий тормоз. Если вы летаете на вертолете, убедитесь, что тормоз отключен.

Отсечка: эта функция гарантирует, что вы не повредите LiPo пакет, не давая разрядиться ему слишком низко во время полета. По умолчанию на большинстве контроллеров установлен режим «авто» и в большинстве своем этот режим работает отлично. Различные марки используют различные методы, чтобы определить, необходимый уровень напряжения, обычно это где-то около 70-75% от максимального уровня напряжения, обнаруженном при первом подключении. Это важно, поскольку, если вы летите более одного полета на одном пакете без подзарядки между рейсами, контроллер может неверно истолковать количество ячеек и может допустить слишком низкое падение напряжения. Для больших пакетов, будет целесообразно программировать количество ячеек вместо, использования режима «авто», особенно если вы, делаете несколько полетов на одной батарее.

Всякий раз, когда это возможно, обеспечьте хороший доступ охлаждающего воздуха к ESC. Никогда не оборачивайте свой ​​контролер изоляционными материалами.

Для настройке на летном поле, контроллеры FlightTech могут быть запрограммированы с ProgCARD.

Тип отсечки: Большинство контролеров позволит вам выбрать, хотите ли вы жесткую или мягкую отсечку, когда напряжение достигнет своего минимального уровня. Жесткая отсечка означает, что ваш двигатель остановиться при достижении низкого уровня напряжения. Мягкая отсечка, означает что двигатель будет пульсировать и выключаться переодически, давая вам знать, что пора садиться. Оба метода позволяют снизить газ на холостом ходу на секунду, а затем вернуться к нормальной работе достаточно, чтобы успеть посадить модель на землю. Не злоупотребляйте этой функцией, потому что она всего лишь предупредительная, дает шанс посадить самолет, избегая посадки на «умерших» стиках.

Режим запуска: он определяет, как двигатель запускается при открытии газа. Выбор, как правило, «нормальный», «мягкий старт» и «супер мягкий старт». Это говорит само за себя. Нормальный, как правило, по умолчанию, и это хорошо для большинства самолетов. Если вы летите на самолете с редуктором, лучше, «мягкий старт», чтобы сделать его безопасней для шестерен и двигателя при запуске. Если вы летите на вертолете, более желателен, самый мягкий режим.

Тайминг: он вызывает больше вопросов, чем два предидущих абзаца. По умолчанию для большинства регуляторов он установлен на «стандартный» или «средний» и если вы действительно не хотите попасть в теорию обучения работы двигателя и оптимизации своей компетенции, то смело оставляйте это как есть. Если ваш двигатель не работает плавно, то инструкция надеюсь даст вам пояснения что делать. Лучше продолжим.

Режим работы: большинство регуляторов дает возможность выбора предварительно запрограммированных наборов параметров, таких как самолет, планер или вертолет. При выборе одного из этих режимов, регулятор будет включать предустановленные функции для оптимизации под ваш выбор. При выборе «вертолет», включиться функция гувернер, функция газ/коллективная координация и будет использоваться самый мягкий режим запуска. Режим «планер», как правило, устанавливает жесткий тормоз предполагая что вы используете складывающийся винт.

Большинство производителей предоставляют либо програматоры либо интерфейсные устройства USB, чтобы помочь запрограммировать ваш регулятор

Тайна PWM

PWM(ШИМ) расшифровывается как широтно-импульсная модуляция. Некоторые производители называют это «частотой переключения», но это все то же самое. Регулятор использует широтно-импульсную модуляцию для управления мощностью, идущей к двигателю изменяя ток, проходящий по двигателю на отдельные импульсы , которые возникают около 13000 раз в секунду. В настройках двигателя большинства регуляторов, есть окно для выбора частоты широтно-импульсной модуляции. По умолчанию обычно включено и отмечено » * «. Большинство двигателей на рынке сегодня являются «безколекторного» типа, но не всегда требуют «Безколекторного режима». Эта информация от Castle Creations поможет вам определить правильную установку, «Используйте «безколекторный режим», когда частота коммутации будет превышать частоту широтно-импульсной модуляции в значительном количестве, если частота коммутации превышает частоту широтно-импульсной модуляции примерно в 2 раза или выше, безколекторный режим будет работать лучше». Следующий ваш вопрос, «Как я могу узнать, частоту коммутации»?

Компьютерная программа FlightTech делает програмирование очень легким, все на одном экране.

Естественно, существует формула для расчета: (число полюсов двигателя * обороты двигателя в минуту) / 20

Вот пример того, как это будет работать: (8 * 24,000) / 20 = 9,600

8-полюсный двигатель, работающий на 24000 оборотов в минуту, будет иметь частоту коммутации 9.6KHz (9600) в секунду. Этот двигатель должен работать нормально на 8 кГц или 12 кГц широтно-импульсной модуляции.

(12*30,000) / 20 = 18,000

12-полюсный двигатель, работающий на 30000 оборотов в минуту будет иметь частоту коммутации 18 кГц. Этот двигатель может извлечь выгоду из режима безколекторный. Если вы сомневаетесь, спросите производителя или службу технической поддержки производителя регулятора.

Вертолетная разница

Вертолеты имеют свои собственные специальные настройки, когда дело доходит до программирования газа. Они могут быть разными, чем те, которые вы привыкли видеть, но это не страшно. Основы просты; не забудьте отключить тормоз, запуск как можно мягче, и либо отключите отсечку низкого напряжения либо установте мягкую отсечку (хели контроллеры не могут быть запрограммированы, чтобы постепенно заставить вас приземлиться на плавном снижении оборотов).

Есть два основных варианта программирования дросселя для вертолета; дроссельные кривые и режим гувернера.

Кривых газа: это традиционный метод программирования, он предлагает некоторые преимущества, такие как использование всего спектра диапазона оборотов двигателя. Если вы используете кривые газа, вы настроите регулятор скорости с закрепленными конечными точкам, а затем запрограммируете нужную кривую газа с вашего передатчика. Это займет некоторое время проб и ошибок для тонкой настройки кривой, но как только это будет сделано, вы можете забыть о ней.

Программа Castle Creations проста и имеет закладки для каждого сегмента процесса программирования. Одни только файлы справки чего стоят.

Режим гувернера: как только вы поймете, как он работает, настройка станет очень быстрой, потому что нет никакаких проб и ошибок. Вы можете запрограммировать на 1850 оборотов в минуту, и это именно то, что вы получите. Используя популярные контроллеры Castle в качестве примера, большие возможности программирования гувернера заключаются в следующем: эти контроллеры обеспечивают выбор режимов «простой» «низкий» или «высокий», а также «выбор RPM». Простой режим является простым в настройке, но наименее точным. Низкий или высокий режимы выбираются в зависимости от планиремых оборотов двигателя. «Режим RPM» является самым мощным вариантом, кроме того что вы можете не только установить точную скорость ротора, вы также можете запрограммировать различную частоту вращения, для разных этапов полета.

Обозреватель «Heli Talk» Джим Райан говорит: «Какой бы метод программирования вы не использовали, кривую газа, гувернер, они не заменят собственный опыт и установленное отношение на редукторе.» Вам следует всегда использовать наименьшую шестерню, что позволит вам достичь желаемую скорость вращение ротора.

Советы

Уберите пропеллер перед программированием регулятора

Прочитайте инструкцию — два раза!

Читайте файлы справки в программном обеспечении

Подбирайте соизмеримый регулятор

Используйте короткие провода

Обеспечьте охлаждение воздухом, где это возможно

Ошибки

Изменение, модификация регулятора

Отключение функций безопасности

Не думайте что все правильно — дважды проверьте!

Использование режима самолета для вертолета