هل تساءلت يوماً كيف تتمكن الطائرات بدون طيار بسيطة على ما يبدو من التحكم بدقة في السرعة والطيران المستقر؟الإجابة تكمن في أحد المكونات الأساسية لنظام الدفع للطائرات بدون طياربمثابة جسر حاسم بين المحرك ونظام تحكم الطيران، يؤثر أداء ESC بشكل مباشر على قدرة الطائرة على المناورة، ومدة عمر البطارية، وحتى السلامة.هذه المقالة تتعمق في مبادئ العمل، أنواع واستراتيجيات اختيار ESCs الطائرات بدون طيار لمساعدتك على تحسين الأداء لمختلف التطبيقات.

ما هو ESC الطائرة بدون طيار؟

جهاز تحكم السرعة الإلكتروني (ESC) هو عنصر لا غنى عنه في نظام الدفع للطائرات بدون طيار. وظيفته الرئيسية هي تنظيم سرعة المحرك، مما يتيح التحكم الدقيق في السرعة. على وجه التحديد،تستقبل ESC إشارات تعديل عرض النبض (PWM) من جهاز تحكم الطيران وتضبط تردد التبديل ودورة العمل في دائرة الطاقة في المحركوهذا بدوره يغير الجهد المدخل والتيار إلى المحرك، مما يسمح بتعديل الدقة للسرعة.

اعتمادا على نوع المحرك الذي يعمل عليه ، يمكن تصنيف ESCs إلى نوعين:

• ESC المفرشحة:تستخدم في المحركات المفرشحة.
• ESC بدون فرشاة:أكثر استخدامًا ، فإنه يحول طاقة التيار المباشر إلى طاقة التيار المتردد ثلاثية المراحل لدفع المحركات بدون فرشاة.

دور ESC في الطائرات بدون طيار: ما وراء التحكم في السرعة

إذا تم مقارنة طائرة بدون طيار مع كائن حي، فإن ESC سوف تعمل كجهاز عصبي يربط الدماغ (مراقب الطيران) والجسم (المحرك).يقوم ببعض المهام الحاسمة:

1. تحكم سرعة المحرك:يعمل ESC كمنظم للجهد ، ويحول طاقة المدخلات إلى مستويات مختلفة من الجهد لضبط سرعة المحرك. تؤدي دورة عمل PWM أعلى إلى جهد خروجي أعلى وتدوير محرك أسرع.
2. نظام التحكم في اتجاه المحرك (إس إيه سي مع الفرشاة فقط):يمكن أن تعكس ESC المفرشحة تدفق التيار لتغيير اتجاه دوران المحرك.
3. تحويل التيار المتردد إلى التيار المتردد (إس سي بدون فرشاة فقط):تحويل ESCs بدون فرشاة طاقة DC إلى طاقة AC ثلاثية المراحل ، مما يتطلب دوائر متطورة وخوارزميات التحكم.

بالإضافة إلى ذلك، يعمل جهاز ESC كحاجز بين البطارية والمحرك، مما يمنع زيادة التيار المفاجئ التي يمكن أن تضر المحرك أو تخلق مخاطر الطيران.إنه يضبط ديناميكيا تيار الخروج على أساس حمولة المحركالحماية من الإفراط في الحرارة والإفراط في الحمل

أنواع أجهزة التحكم الاقتصادي والاجتماعي للطائرات بدون طيار: الاختلافات الهيكلية والتحكم

يمكن أن يكون اختيار ESC ساحقًا للمبتدئين بسبب الاختلاف الواسع المتاح. من الضروري فهم تصنيفاتها ‬بموجب الهيكل وطريقة التحكم‬.

1التصنيف الهيكلي

بالنسبة للطائرات بدون طيار الصغيرة مثل طائرات بدون طيار سباقية FPV ، تأتي ESCs في شكلين:

• اللجنة الاقتصادية والاجتماعية الموحدة:كل محرك لديه ESC الخاص به ، مما يسهل الصيانة ويقلل من تكاليف الاستبدال.
• 4-في-1 ESC:أربعة أجهزة ESC متكاملة على لوحة دائرة واحدة ، مما يقلل من تعقيد الأسلاك ويحسن من الموثوقية.

2. BEC مقابل OPTO ESC

الطائرات بدون طيار متعددة الدوارات تستخدم عادة:

• BEC ESC:تتضمن دائرة إزالة البطارية (BEC) لخفض فولتاج البطارية (على سبيل المثال ، إلى 5 فولت) لتزويد المستقبلات أو أجهزة تحكم الطيران بالطاقة.
• أوبتو ESC:يفتقر إلى جهاز تحكم كهربائي، ويتطلب جهاز تحكم جهد خارجي، ويقدم مقاومة أفضل للتداخل الكهرومغناطيسي.

3تصنيف طريقة التحكم

الطائرات بدون طيار الأكبر قد تستخدم:

• مكافحة موجات مربعة:يستخدم تعديل PWM للسيطرة البسيطة والفعالة من حيث التكلفة. ومع ذلك، فإنه يمكن أن يسبب موجة التموج والتوقف عند السرعات العالية.
• موجة السينوس ESC:تستخدم SPWM (PWM الصيني) للعمل أكثر سلاسة ، وتقضي على موجة الدوران المتموجة والتوقف. تستخدم الإصدارات المتقدمة FOC (تحكم موجه إلى المجال) لتحقيق دقة أكبر.

اختيار الـ ESC المناسب: الاعتبارات الرئيسية

اختيار جهاز التحكم في المعلومات الصحيح أمر حاسم لأداء الطائرات بدون طيار وموثوقيتها اتبع هذه الخطوات

1ترتيب الاختيار: المحرك → ESC → البطارية

الـ (إس سي) الوسيط بين البطارية والمحرك لذا التوافق ضروري دائماً اختر المكونات بهذا التسلسل

2المعايير الحرجة: التيار والجهد

• التيار:قم بمطابقة التيار الاسمي لجهاز ESC (على سبيل المثال ، 30A) مع الحد الأقصى لتيار الوقود في المحرك (على سبيل المثال ، 26A) ، وإضافة هامش سلامة 10 ٪.
• الجهد:تأكد من أن فولتاج البطارية لا يتجاوز القيمة القصوى للمركز الاقتصادي (على سبيل المثال، بطارية 6S لمركز الاقتصاد الاقتصادي 2S).

3عوامل أخرى

• الحجم والوزن:طائرات بدون طيار سباقية تعطي الأولوية لـ ESC خفيفة الوزن، في حين أن الطائرات بدون طيار الكبيرة تفضل النماذج الأكثر ضخامة لتحسين تبديد الحرارة.
• تردد PWM:تتيح الترددات العالية (500 هرتز +) أوقات استجابة أسرع.

الأسلاك والمعايير ESC

الأسلاك:

1. قم بتوصيل أسلاك مدخل جهاز ESC (حمراء سميكة / سوداء) بالبطارية.
2. قم بتوصيل أسلاك الخروج إلى المحرك
3. قم بتوصيل سلك الإشارة (رقيق) إلى جهاز تحكم الطيران.

معايرة:

1. تشغيل جهاز الإرسال وضبط الوقود إلى أقصى حد
2. قم بتوصيل جهاز ESC بالبطارية بعد سماع صوتيّين، انخفض من عجلة التبديل خلال 3 ثوانٍ لإكمال المعايرة.

حل المشاكل القضايا المشتركة للجنة الاقتصاد والتنمية

الأسئلة الشائعة

هل جميع المراكز الاقتصادية والاجتماعية لديها آليات حماية؟
وتشمل الحماية الشائعة حماية البدء، وحماية فقدان إشارة الوقود، وحماية قفل المحرك، وحماية الإفراط في الحمل.

من أين يمكنني شراء أجهزة التحكم في الطائرات بدون طيار؟
يتم التوصية بالعلامات التجارية الرئيسية من أجل الموثوقية.

كم تكلفة الـ (إس سي) ؟
تختلف الأسعار حسب المواد والأداء والتطبيق. عادة ما تكون ESC من الدرجة الصناعية أكثر تكلفة من تلك المخصصة للطائرات بدون طيار الهواة.