آیا تا به حال تعجب کرده اید که چگونه هواپیماهای بدون سرنشین به ظاهر ساده می توانند کنترل دقیق سرعت و پرواز پایدار داشته باشند؟پاسخ به این سوال در یکی از اجزای اصلی سیستم پیشرانه هواپیماهای بدون سرنشین استعملکرد ESC که به عنوان پل حیاتی بین موتور و سیستم کنترل پرواز عمل می کند، به طور مستقیم بر قابليت مانور، عمر باتری و حتی ایمنی یک هواپیما تاثیر می گذارد.این مقاله اصول کار را بررسی می کند، انواع و استراتژی های انتخاب ESC های هواپیماهای بدون سرنشین برای کمک به بهینه سازی عملکرد برای برنامه های مختلف.

یک ESC بدون سرنشین چیست؟

کنترل کننده سرعت الکترونیک (ESC) یک جزء ضروری از سیستم پیشبرد هواپیماهای بدون سرنشین است. عملکرد اصلی آن تنظیم سرعت موتور است، که کنترل دقیق سرعت را امکان پذیر می کند. به طور خاص،ESC سیگنال های PWM را از کنترل کننده پرواز دریافت می کند و فرکانس سوئیچ و چرخه کار مدار قدرت موتور را تنظیم می کند.این به نوبه خود، ولتاژ ورودی و جریان را به موتور تغییر می دهد، اجازه می دهد تا تنظیمات دقیق سرعت.

بسته به نوع موتور که آن را هدایت می کند، ESC ها را می توان به دو نوع طبقه بندی کرد:

• ESC برش شده:برای موتورهای مسواک زده استفاده میشه.
• ESC بدون برس:به طور معمول استفاده می شود، آن را تبدیل به قدرت DC به قدرت سه فاز AC برای رانندگی موتورهای بدون برس.

نقش ESC در هواپیماهای بدون سرنشین: فراتر از کنترل سرعت

اگر یک هواپیما بدون سرنشین با یک ارگانیسم زنده مقایسه شود، ESC به عنوان سیستم عصبی متصل کننده مغز (کنترلر پرواز) و بدن (موتر) عمل می کند.چندین کار مهم انجام می دهد.:

1. کنترل سرعت موتور:ESC به عنوان یک تنظیم کننده ولتاژ عمل می کند و قدرت ورودی را به سطوح ولتاژ متغیر برای تنظیم سرعت موتور تبدیل می کند. چرخه کار PWM بالاتر منجر به ولتاژ خروجی بالاتر و چرخش موتور سریعتر می شود.
2. کنترل جهت موتور (فقط بروش شده ESC):ESC های برش شده می توانند جریان جریان را برای تغییر جهت چرخش موتور معکوس کنند.
3. تبدیل DC به AC (فقط ESC بدون برس):ESC های بدون برس، قدرت DC را به قدرت AC سه فاز تبدیل می کنند، که به مدار و الگوریتم های کنترل پیچیده نیاز دارد.

علاوه بر این، ESC به عنوان یک خنک کننده بین باتری و موتور عمل می کند، جلوگیری از افزایش ناگهانی جریان که می تواند به موتور آسیب برساند یا خطرات پرواز ایجاد کند.آن را به طور پویا تنظیم جریان خروجی بر اساس بار موتور، محافظت در برابر بیش از حد گرم شدن و بیش از حد بارگذاری.

انواع ESC های بدون سرنشین: تغییرات ساختاری و کنترل

انتخاب ESC می تواند برای مبتدیان به دلیل تنوع گسترده در دسترس، بسیار دشوار باشد. درک طبقه بندی آنها ◄ با ساختار و روش کنترل ◄ ضروری است.

1طبقه بندی ساختاری

برای هواپیماهای بدون سرنشین کوچک مانند هواپیماهای بدون سرنشین مسابقه FPV، ESC ها در دو شکل وجود دارد:

• واحد ESC:هر موتور دارای ESC خاص خود است که نگهداری و کاهش هزینه های تعویض را ساده می کند.
• 4-در-1 ESC:چهار ESC در یک صفحه مدار واحد ادغام شده است، پیچیدگی سیم کشی را کاهش می دهد و قابلیت اطمینان را افزایش می دهد.

2. BEC در مقابل OPTO ESC

هواپیماهای بدون سرنشین چند روتر معمولاً از:

• BEC ESCشامل یک مدار حذف باتری (BEC) برای کاهش ولتاژ باتری (به عنوان مثال، به 5V) برای تغذیه گیرنده ها یا کنترل کننده های پرواز است.
• "اوپتو ESC":بدون BEC، نیاز به یک تنظیم کننده ولتاژ خارجی دارد. مقاومت الکترومغناطیسی بهتر را ارائه می دهد.

3طبقه بندی روش کنترل

هواپیماهای بدون سرنشین بزرگتر می توانند از:

• مربع امواج ESC:از PWM برای کنترل ساده و مقرون به صرفه استفاده می کند. با این حال، می تواند باعث ایجاد موج چرخش و توقف در سرعت های بالا شود.
• امواج سینوس ESC:استفاده از SPWM (PWM سینوسایدال) برای عملکرد صاف تر، از بین بردن موج چرخش و توقف. نسخه های پیشرفته برای دقت بیشتر از FOC (کنترول میدان گرا) استفاده می کنند.

انتخاب ESC مناسب: ملاحظات کلیدی

انتخاب ESC درست برای عملکرد و قابلیت اطمینان هواپیماهای بدون سرنشین بسیار مهم است. این مراحل را دنبال کنید:

1ترتیب انتخاب: موتور → ESC → باتری

ESC بین باتری و موتور واسطه می شود، بنابراین سازگاری ضروری است.

2پارامترهای مهم: جریان و ولتاژ

• جریان:با جریان نامی ESC (به عنوان مثال 30A) با حداکثر جریان گاز موتور (به عنوان مثال 26A) مطابقت داشته باشید و حاشیه ایمنی 10٪ اضافه کنید.
• ولتاژ:اطمینان حاصل شود که ولتاژ باتری از حداکثر امتیاز ESC فراتر نمی رود (به عنوان مثال، یک باتری 6S برای یک ESC 2 ′′ 6S).

3عوامل دیگر

• اندازه و وزن:هواپیماهای بدون سرنشین مسابقه ای به ESC های سبک ترجیح می دهند، در حالی که هواپیماهای بدون سرنشین بزرگتر مدل های بزرگتری را برای از بین بردن گرما بهتر ترجیح می دهند.
• فرکانس PWM:فرکانس های بالاتر (۵۰۰ هرتز+) زمان پاسخ سریعتر را امکان پذیر می کند.

سیم کشی و کالیبراسیون ESC

سیم کشی:

1. سیم های ورودی ESC (قرمز ضخیم/سیاه) را به باتری وصل کنید.
2. سيم هاي خروجي رو به موتور وصل کنيد
3. سیم سیگنال را به کنترل کننده پرواز وصل کنید.

کالیبراسیون:

1. فرستنده رو روشن کن و گاز رو به حداکثر فشار بنداز
2. ESC را به باتری وصل کنید. پس از دو بیپ، گاز را در عرض 3 ثانیه کاهش دهید تا کالیبراسیون کامل شود.

رفع مشکلات مشترک کمیته اقتصادی و اجتماعی

پرسش های مکرر

آیا تمام ESC ها دارای مکانیسم های محافظت هستند؟
حفاظت های رایج شامل حفاظت از شروع، حفاظت از از دست دادن سیگنال گاز، حفاظت از قفل موتور و محافظت از بیش از حد است.

از کجا ميتونم سيستم هاي ESC رو بخرم؟
مارک های اصلی برای قابلیت اطمینان توصیه می شوند.

ESC ها چقدر هزینه دارند؟
قیمت ها با توجه به مواد، عملکرد و کاربرد متفاوت است. ESC های درجه صنعتی به طور معمول گران تر از هواپیماهای بدون سرنشین سرگرمی هستند.