電子變速器

電子變速器(;簡稱:ESC),或稱電子調速器,台灣稱為「電變」,中國大陸叫「電調」,用作調整馬達轉速的電子元件,也可以控制馬達反轉,有些也可以提供動態剎車。在電子動力的遙控模型中,常使用微型化的電子變速器,電動汽車內也有類似系統,控制其馬達的速度。

功能
電子變速器會控制速度追隨其速度命令訊號(可能來自油門、搖桿或是其他輸入),並且變換场效应管(FET)的開關訊號。利用脈衝寬度調變(PWM)來調整馬達的速度。馬達裡電流的快速切換是馬達特有高頻噪音的來源,在馬達低速時格外明顯。

電子變速器會隨馬達種類而不同,直流有刷馬達和直流無刷馬達需要的電子變速器不同。直流有刷馬達的控速方式是改變其電樞的電壓(若是工業應用,用電磁鐵繞組代替永久磁鐵的馬達,用調整馬達場電流的方式進行速度控制。直流無刷馬達的運作原理不同,利用提供給各繞組的電壓來調整馬達速度。

直流無刷的電子變速器系統基本上是產生三相電源,像变频器一樣,讓直流無刷馬達運作。直流無刷電動機的效率、功率、壽命和重量都優於傳統的直流有刷馬達,因此在遙控飛機愛好者中非常的盛行。但其控制要比直流有刷馬達要複雜很多。

直流無刷馬達的電子變速器需隨著馬達轉動,在正確的相提供電流給馬達,這是電子變速器需要考量的。一般會用馬達繞組的反电动势偵測換相時機,不過也有使用獨立的霍爾效應感測器或是光學感測器來處理的。電腦規劃的速度控制一般會用使用者可定義選項,可以設定低電壓切換準位、時間、加速、剎車和旋轉方向等。若電子變速器連接馬達的電線中,有任兩條對調,也可以使馬達反轉。

分類
電子變速器一般是依其最大电流分類。例如25安培(25 A)。額定越大,其體積和重量也隨之增加,這是在規劃飛行器質量和平衡時需要考量的。許多現代的電子變速器可以支援镍氢电池、鋰離子聚合物電池和磷酸鐵鋰電池,有較寬的輸入電壓和切斷電壓設定。在選擇去电池电路(BEC)時需考慮電池種類和串聯數量,也有些電子變速器將其整合在內了。如果整合式去电池电路採用線性穩壓器,則連接的電池數量越多,其額定功率就越低,因此可支援的舵機數量也會減少。

ESC韌體
大部份現代的電子變速器都配合微處理器,其中有韌體解讀輸入訊號,並控制馬達。有些應用可能可以將其中內建的程式改為其他(可能是開源)的韌體。這一般是要將此電子變速器配合特定應用所進行。有些電子變速器有內建使用者升級韌體的功能,其他可能要透過燒錄器才能進行。大多數的電子變速器是以類似黑盒子的型式販售,其中的韌體也是專用韌體。也有一些是開源的專案,例如2014年由瑞典工程師Benjamin Vedder提出的Vedder Electronic Speed Controller(VESC)。

遙控應用
遙控設備中的電子變速器可以是一個放在油門控制通道裡的獨立單元,若是在大部份玩具等級遙控車輛中,則會將電子變速器和接收器整合。有些遙控模型製造商在其入門級車輛、船舶或飛機上安裝專有的業餘級電子設備,再將此設備和電子變速器整合到單一印制电路板中。

用在遙控模型車的電子變速器會整合去电池电路,以便提供穩壓的電源給无线电接收机,省去個別的接收器電池。此電源可能是線性電源,也可能是切換式電源。若以較廣的定義來看,電子變速器也可以算是馬達的PWM控制器。電子變速器一般會接受主頻為50 Hz的PWM伺服輸入信號,其脈波寬度在1 ms到2 ms之間變化。若寬度是1 ms,電子變速器會關閉給馬達的電流,1.5 ms脈寬輸入對應馬達半速,2.0 ms脈寬輸入對應馬達全速。

相關條目

  • 电子控制器,汽車內的電子控制系統
  • JST連接器
  • 电机控制器
  • 節流閥

参考文献
*[https://www.radiocontrolinfo.com/what-is-pwm-esc-how-esc-works/ What is PWM in an ESC? How does an ESC Work?]

评论 (0)

  • 还没有评论,来抢沙发吧。