Контроллер управления двигателем – Электробайк. Контроллер двигателя своими руками / Mail.ru Group corporate blog / Habr

Контроллер электрического двигателя — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Информация в этой статье или некоторых её разделах устарела. Вы можете помочь проекту, обновив её и убрав после этого данный шаблон.

Контро́ллер — устройство или группа устройств, служащих для управления электрическими машинами, обычно такими, как электродвигатели или электрогенераторы. В состав контроллера обычно входят цепи управления пуском/остановкой двигателя, переключением направления движения, а также схемы аварийной остановки, защиты от перегрузок по току, коротких замыканий.

Контроллеры применяются в системах непосредственного управления (НСУ) и также в системах косвенного управления электрическими машинами: реостатно-контакторных системах управления (РКСУ) и тиристорно-импульсных системах управления (ТИСУ). В более поздних типах систему управления тяговым электроприводом термин контроллер уже не применяется. Так в транзисторно-импульсных схемах управления двигателями постоянного тока орган, обеспечивающий управление режимом работы двигателя называется регулятором, а в системах асинхронного привода — частотным преобразователем.

Барабанный контроллер[править | править код]

Барабанные контроллеры применяются для управления электрическим двигателем до 60 кВт (включение, выключение, изменение направления вращения и частоты вращения) при редких включениях (до 240 включений в час). Недостатком барабанного контроллера является невысокая износостойкость.

Конструкция барабанного контроллера[править | править код]

Барабанный контроллер состоит из вращающегося вала и группы неподвижных контактов. На изолированном валу крепятся металлические сегменты разного размера, расположенные под разными углами друг к другу и являющиеся подвижными контактами контроллера. Отдельные сегменты могут быть электрически соединены между собой.

Неподвижные контакты (контактные пальцы) крепятся на неподвижном основании и изолированы друг от друга. Каждый контактный палец соответствует сегменту вращающейся части контроллера. К ним подключаются внешние проводники.

При повороте вала контактные пальцы соприкасаются с сегментами в последовательности, определяемой взаимным расположением, размерами сегментов и наличием соединений между ними.

Плоский контроллер[править | править код]

Предназначены для плавного регулирования поля возбуждения крупных электрических генераторов и для пуска двигателей большой мощности, так как имеют много ступеней для переключения. Управляется с помощью винтов, которые приводятся в движение с помощью электрического двигателя через червячную передачу. При ремонтных работах контроллер приводится в движение вручную, с помощью рукоятки. Недостаток — малая износостойкость.

Кулачковый контроллер[править | править код]

Управляется с помощью рычага, число включений в час достигает 600. Особенностью является то, что включение происходит за счёт пружины, а выключения за счет кулачка, поэтому контакты разводятся даже при сваривании.

Подробно в статье: РКСУ

Подробно в статье: ТИСУ

• Касаткин А. С., Немцов М. В. Электротехника: Учебное пособие для вузов. — 4-е изд. — М.: Энергоатомиздат, 1983. — С. 424—426. — 440 с., ил. — 240 000 экз.

ru.wikipedia.org

Электронный блок управления — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 20 апреля 2013; проверки требуют 160 правок. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 20 апреля 2013; проверки требуют 160 правок.

В автомобильной электронике электронный блок управления (ЭБУ) — это общий термин для любых встраиваемых систем, которые управляют одним или несколькими электрическими системами или подсистемами в автомобиле.

Виды ЭБУ подразделяются на Электронный (ECU) / Блок управления двигателем (ECM), Совмещенный моторно-трансмиссионный блок управления, Блок управления трансмиссией, блок управления тормозной системой, центральный модуль управления, центральный модуль синхронизации, главный электронный модуль, контроллер кузова, модуль управления подвеской, блок управления, или модуль управления. Взятые вместе, эти системы иногда называют компьютер автомобиля. (Технически это не единый компьютер, а несколько блоков.) Иногда одна сборка включает в себя несколько отдельных модулей управления.

Некоторые новые автомобили включают в себя до 80 ЭБУ. Встроенное программное обеспечение в ЭБУ продолжает развиваться в соответствии с количеством, сложностью и изощренностью^[2]. Управление увеличением сложности и количеством ЭБУ в автомобилестроении стало одной из ключевых задач.

• ABS (Anti-lock braking system) — Антиблокировочная система.
• ACU (Airbag Control Unit) — Блок управления подушками безопасности.
• Amplifier (Звуковой усилитель).
• BCM (Body Control Module) — controls door locks, electric windows, courtesy lights, etc. — Контроллер бортовой электроники.
• Brake Control Module (ABS or ESC) — Модуль управления тормозной системой.
• CCP (Climate Change and Prediction) — Блок управления климат-контролем.
• CCU (Convenience Control Unit)
• CD Changer (Проигрыватель компакт-дисков).
• Cellular Telephone (сотовый телефон).
• Chime (Система звукового оповещения).
• CV RSS (Continuously Variable road sensing suspension) — Подвеска с бесступенчатой изменяемой жесткостью амортизаторов).
• DCU (Door Control Unit) — Блок управления дверьми.
• Digital Radio Receiver (Цифровой радиоприемник).
• DIM (Dashboard Integration Module) — Интегрированный модуль приборной панели.
• Door Module (s) (Дверные контроллеры).
• Driver Door Module (Контроллер водительской двери).
• Driver Information Center — (Система информации водителя).
• Dual Zone HVAC — Двухзонный климат-контроль.
• E&C Bus (Мультиплексная шина систем комфорта).
• ECM (Engine Control Module) — Модуль управления двигателем. (Не путать с электронным блоком управления, общим термином для всех этих устройств.)
• ELC (Electronic level control) — Пневмоподвеска с электронным контролем уровня положения кузова).
• EPS (Electric power steering) — Электрический усилитель руля.
• ESP (Elektronic Stability Program) — Электронный контроль устойчивости.
• ETACS (Electronic Timing And Control System) — Электронная система полного управления автомобилем
• Head Up Display (Контроллер верхнего информационного дисплея).
• HMI (Human Machine Interface) — (Board Computer) — Бортовой компьютер.
• HPS (Hydraulic power steering) — Гидравлический усилитель руля.
• HVAC (Heating, Ventilation and Air Conditioning) — Климат-Контроль.
• IPC (Instrumental Panel Cluster) — Электронная комбинация приборов.
• Memory Mirror Module (Контролер зеркал с памятью).
• Memory Seat Module (Контроллер сидений с памятью).
• Multifuncton Alarm Module — Многофункциональный охранный модуль.
• Navigation Radio (Радио с навигационной системой).
• OnStar (Навигационная система).
• Passenger Door Module (Контроллер двери пассажира).
• PCM (Powertrain control module) Комбинированный модуль управления, состоящий из блока управления двигателем (ECU) и блока управления коробкой передач (TСМ).
• Personalization (Система авторизованного доступа).
• PPS (Passenger Presence System) — Система контроля наличия пассажира.
• PSCU (Electric Power Steering Control Unit — Generally this will be integrated into the EPS powerpack.
• Radio (Радиоприемник).
• RCCP (Rear Climate Change and Prediction) — Задняя панель управления климат-контролем.
• Rear Aux Climate Module — Дополнительная задняя климатическая установка.
• Rear Seat Entertainment (Развлекательный центр задней части салона).
• Remote Function Actuation (Дистанционное управление).
• RIM (Rear integration module) — Интегрированный модуль задней части салона.
• RSS (Road Sensing Suspension) — Подвеска с изменяемой жесткостью амортизаторов.
• SIR (Supplemental Inflatable Restraint) — Дополнительные (Airbags) подушки безопасности.
• SCU (Seat Control Unit)
• SCU (Spee
• Serial Data Gateway (Контроллер мультиплексной шины).
• TСМ (Transmission control module) — Модуль управления трансмиссией.
• TCS (Traction control system) — Антипробуксовочная система.
• TCU (Telephone Control Unit) — Блок управления телефоном.
• VTD (Vehicle Thief Deterrent) — Охранная сигнализация.

Основными симптомами выхода из строя ЭБУ являются отказ в запуске двигателя, постоянная индикация об ошибке в работе двигателя которая не может быть очищена. Выход из строя ЭБУ случается довольно редко и никогда нельзя спрогнозировать точно когда он произойдет. Для выявления и подтверждения выхода из строя ЭБУ производителям и ремонтным предприятиям необходимо выполнить ряд следующих

[4] проверок:

• оценить качество сборки блока
• Проверить электронику
• Провести фрактографию
• Проверить на перегрев
• проверить на коррозию и разрушение

Выполнение данных условий в испытаниях позволит в будущем предотвратить повреждения и увеличить производительность.

Этот раздел имеет чрезмерный объём или содержит маловажные подробности. Если вы не согласны с этим, пожалуйста, покажите в тексте существенность излагаемого материала. В противном случае раздел может быть удалён. Подробности могут быть на странице обсуждения.

Контроллеры компании [править | править код]

• Bosch M1.5.4 (55 Pin) (1,45/1,5л.,8кл.) (Россия-83) Одновременный впрыск.
• Bosch M1.5.4N (55 Pin) (1,5л.,16кл.)(Евро-2) Попарно — параллельный впрыск./ Фазированный впрыск.
• Bosch MP7.0HFM (55 Pin) (1,5/1,7л.,8/16кл.) (Евро-2/3) Попарно — параллельный впрыск./Фазированный впрыск.
• Bosch M7.9.7 (81 Pin) (1,5/1,7л.,8/16кл.) (2003 — 2007) (Евро-2/3) Попарно — параллельный впрыск./Фазированный впрыск.
• Bosch M7.9.7+ (81 Pin) (1,5/1,7л.,8/16кл.) (2005 — 2011) (Евро-3) Фазированный впрыск.
• Bosch МЕ7.9.7 (Евро-3) Фазированный впрыск.
• Bosch МЕ17.9.7 (Евро-3) Фазированный впрыск.

Контроллеры [править | править код]

• Delphi MT20 (Евро 3)
• Delphi MT80 (Евро 3/4/5/6)^[5]
• Delphi MT92 (Евро 3/4/4/6) — Gasoline Direct injection (GDi).
• Delphi AC Delco E39/E39A (Евро 2)
• Delphi AC Delco E73
• Delphi AC Delco E78
• Delphi AC Delco E83
• Delphi MR140

Контроллеры [править | править код]

• GM EFI-4 (24/32/32 Pin) (США-83) — Моновпрыск.^[6]
• GM ISFI-2S (24/32/32 Pin) (1,5 л. 8/16 кл.) (США-83/Евро-2) — 8кл. попарно — параллельный впрыск, 16кл. фазированный впрыск
• GM ITMS-6F (Евро-2) — Попарно — параллельный впрыск.

Контроллеры [править | править код]

• Simtec 70 (Евро 2) Фазированный впрыск.
• Simtec 71 (Евро 3) Фазированный впрыск.
• Simtec 75.1 (Евро 4) Фазированный впрыск.
• Simtec 75.5 (Евро 4) Фазированный впрыск.
• Simtec 76 (Евро 2/3)
• Simtec 81 (Евро 5) Непосредственный впрыск.

Контроллеры [править | править код]

Контроллеры Январь x.x.x и Mxx производились на двух разных производствах — Итэлма (Первый элемент в обозначении прошивки — литера «I» в маркировке ЭБУ) и Автэл^[7] (Первый элемент в обозначении прошивки — литера «А».

• Январь 4 (24/32/32 Pin) (1,6л., 8кл.) (Россия-83) Попарно — параллельный впрыск. (На этикетке присутствует обозначение отладочной версии «Квант».)
• Январь 4.1 (24/32/32 Pin) (1,5л., 8/16кл.) (Россия-83) (1998г.) Фазированный впрыск. (На этикетке присутствует обозначение «Квант».)
• Январь 5.1 (55 Pin) На этикетке: ООО «НПП АВТЭЛ», ТУ 4573-004-45886863-99, Завод-изготовитель «ОАО Автоэлектроника».
• Январь 5.1.1 (55 Pin) На этикетке: ООО «НПП АВТЭЛ», ТУ 4573-004-45886863-99, Завод-изготовитель «ОАО Автоэлектроника». (1,5 л.,8 кл.) (Евро 0) Одновременный впрыск.
• Январь 5.1.2 (55 Pin) На этикетке: ООО «НПП АВТЭЛ»

Контроллеры [править | править код]

• VS 5.1 1411020-02 (1.45л,8кл.) (Россия-83) Одновременный впрыск.
• VS 5.1 1411020-72 (1.5л,8кл.) (2003- )(Россия-83) Одновременный впрыск.
• VS 5.1 1411020-62 (1.5л,8кл.) (2003- ) (Евро 2) Попарно-параллельный впрыск.
• VS 5.1 1411020-42 (1.5л,16кл.) (2003- ) (Евро 2) Фазированный впрыск.
• VS 9.2 (Евро 4) БУ дизельным двигателем УАЗ 3151 (Hunter).

• T11183 (Евро 2/4) (1.6л,8кл.))^[8] Попарно-параллельный впрыск.
• T11186 (Евро 4) (1.6л,8кл.)
• T11194 (Евро 3) (1.6л,16кл.)
• T21067 (Евро 3) (1.6л,8кл.)
• T21114 (Евро 2/3) (1.6л,8кл.)
• T21116 (Евро 4) (1.6л,8кл.)
• T21124 (Евро 2/3) (1.6л,16кл.)
• T21126 (Евро 3/4) (1.6л,16кл.)

Контроллеры [править | править код]

В обозначении прошивок Январь 7.2 и Микас 10 присутствуют обозначения: (I — Итэлма) (А — Автэл).

• Январь 5.1 ^[9] (55 Pin) (1,5 л.,8/16 кл.) (Евро 2) На этикетке: , ТУ 4573-004-45886863-99. (1999 -) Одновременный впрыск.^[10]
• Январь 5.1.1 ^[11] (55 Pin) (1,5 л.,8 кл.) (Россия-83) Одновременный впрыск.
• Январь 5.1.2 ^[11] (16кл.) (Россия-83) Одновременный впрыск.
• Январь 5.1.3 (1,5 л.,8 кл.) (Евро 2) Попарно — параллельный впрыск.
• Я 7.2 (81 Pin) (1,5/1,6л.,8/16кл.) (Евро 2) (2004 — 2007) Попарно — параллельный впрыск./ Фазированный впрыск.
• Я 7.2M (81 Pin) (1,6л.,8/16кл.) (Евро 2) (2007 — ) Попарно — параллельный впрыск./ Фазированный впрыск.
• М10.3 (Евро 2/3).
• М73 (1,4/1,6л.,8/16кл.)(Евро 3) (2007 — ) Фазированный впрыск, работает без датчика положения распределительного вала (датчик фаз).
• М74 (1.6л,8/16кл.) (Евро 3/4) Фазированный впрыск.
• М75 (1.6л,16кл.) (Евро 4) Фазированный впрыск.

Open source проекты[править | править код]

• https://rusefi.com
• FreeEMS (публичные исходные коды не обновляются с 2014 года)
• SECU-3 (публичные исходные коды не обновляются с 2016 года)

ru.wikipedia.org

Обзор современных блоков управления двигателем (Standalone ECU) — DRIVE2

В большинстве случаев на постройку гоночного или даже просто “заряженного” автомобиля тратятся значительные ресурсы. Ключевым фактором в успехе любого такого проекта, является принятие решения, на чем подготовленный двигатель будет настраиваться и в дальнейшем работать.

Давайте сразу отбросим вариант с использованием решений для классического чиптюнинга типа: WinOls, ECM и т.д. Для более менее нормального результата, необходимо иметь, как минимум, профессиональное лицензионное программное обеспечение и оборудование “заточенное” на определенную марку автомобилей. Приобретение лицензии на программу и специального прибора для загрузки, дает доступ практически ко всем картам в оригинальной прошивке и их модификаций.

Предлагаю рассмотреть один из таких вариантов. Не плохое решение для автомобилей Форд предлагает компания STC Flash.

Полный размер

Основным преимуществом является то, что в базе программы уже есть обработанные данные большинства тюнинговых запчастей, имеющихся на рынке на данную модель (форсунки, турбины, компрессоры, системы впуска и выпуска, дроссельные заслонки, датчики расхода воздуха …). И даже, если вы сделали кастом модификации или установили то, чего нет в базе, то программа позволяет это прописaть.

Подобные решения стоят в пределах 500 долларов на одну машину, плюс настройка. Это позволит вам настроить не плохой тюнинг проект, установить турбо КИТ и так далее.

Но если речь идет о настоящем “заряженном” или вообще гоночном автомобиле, то решение существует только одно – самостоятельный блок управления двигателем. На рынке имеется огромный выбор — от дешевых, со слабеньким функционалам (вряд ли это будет лучше, чем выше описанное решение) и до таких как – Bosch Motorsport или Magneti Marelli, которые используются в профессиональных гоночных командах заводов производителей.

Откинем всякую фигню и супер накрученные блоки управления и давайте р

drive2.ru

Что такое ЭБУ (ECU): электронный блок управления

Современный автомобиль невозможно представить без множества электронных систем. Развитие и активное внедрение электроники в конструкцию ДВС привело к тому, что работу двигателя контролирует электронный блок управления двигателем ECU (ЭБУ). Модули подобного типа также имеют название контроллер. Как сам бензиновый или дизельный  мотор, так и другие системы транспортного средства управляются посредством специальных блоков управления.

Рекомендуем также прочитать статью об устройстве системы смазки ДВС. Из этой статьи вы узнаете о видах систем смазки двигателя и основных составляющих элементах в конструкции системы смазки. 

Читайте в этой статье

Бортовая сеть и CAN-шина

ЭБУ взаимодействует с различными датчиками, которые отправляют сигналы в блок управления. Далее контроллер производит обработку  полученных данных  по заранее  прописанным алгоритмам. ЭБУ в процессе работы двигателя опирается на информацию от датчиков и посылает ответные команды, которые адресованы исполнительным устройствам, интегрированным в конструкцию ДВС.

Автомобиль имеет так называемую бортовую сеть, в которой главным элементом является ЭБУ. По этой причине блок управления называют компьютером автомобиля, а в среде автолюбителей существует обиходное название «мозги».  Не только двигатель, но и другие системы автомашины имеют собственный контроллер. К таким системам относятся: автоматическая коробка передач, управление подушками безопасности, антиблокировочная система тормозов, система курсовой устойчивости, система климат-контроля и т.д. Каждая из систем имеет свой отдельный электронный модуль: блок управления АКПП,  модуль подушек Airbag, блоки-контроллеры ABS, ESP и т.д. Все модули взаимосвязаны между собой.

Главным в бортовой цепи автомобиля является ЭБУ. Электронный блок управления двигателем ведет постоянный и непрерывный обмен данными с модулями управления других систем. Потоки данных передаются по специальной  CAN-шине. Посредством указанной шины реализовано эффективное объединение всех электронно-цифровых систем автомобиля, что и представляет в итоге единую бортовую сеть.

Тесная взаимосвязь модулей, контроллеров и блоков позволяет максимально оптимизировать работу силового агрегата. Так достигается наилучший показатель расхода топлива, динамично корректируются параметры топливного впрыска и подачи воздуха на впуске. От работы ЭБУ зависит мощность, показатель крутящего момента в том или ином режиме работы двигателя, а также ряд других характеристик.

Какие задачи выполняет ЭБУ двигателем

К базовым функциям блока управления двигателем автомобиля относятся:

ЭБУ получает от датчиков информацию о частоте вращения и положении коленчатого вала двигателя. Контроллер учитывает скорость движения автомобиля, фиксирует данные о напряжении в бортовой сети и т.п.

Как устроен электронный блок управления ДВС

ЭБУ является электронной платой, которая размещается в корпусе из пластика или металла для надежной защиты контроллера. ECU может быть установлен в моторном отсеке или в салоне автомобиля (в области центральной панели со стороны водителя или пассажира). Место установки контроллера зачастую указано в руководстве по эксплуатации.

Электронная плата ЭБУ включает в себя микропроцессор и запоминающие устройства. Также блок управления имеет специальные внешние разъемы на своем корпусе. Обычно таких разъемов два, они представляют собой выведенные наружу корпуса элементы контроллера. Первый разъем позволяет осуществить подключение блока управления к бортовой сети автомашины. Вторым разъемом (диагностический разъем ЭБУ) становится место для подключения сканирующего устройства (сканера).

Электронный блок управления двигателем имеет на своей плате несколько типов памяти. Существует постоянная память, в которой содержатся базовые микропрограммы и записаны ключевые параметры для нормальной работы ДВС. На плате ЭБУ дополнительно присутствует оперативная память, которая позволяет блоку управления  динамично обрабатывать поступающие данные от датчиков, а также кратковременно сохранять определенные результаты.

Еще одним элементом является отдельное запоминающее устройство, в котором хранится временная информация о том, сколько времени проработал ДВС, какой километраж был пройден, количество потребленного топлива, коды блокировок или доступа, коды ошибок двигателя и т.д. Информацию из этого устройства можно удалять (стереть или сбросить код ошибки в ЭБУ).

Программы ЭБУ разделяются на два типа модулей. Присутствует  функциональный и контрольный модуль ПО блока управления двигателем. Функциональный модуль принимает и обрабатывает полученные данные, а также отсылает импульсы на исполняющие устройства. Контрольный модуль следит за тем, чтобы сигналы от датчиков находились в допустимых рамках применительно к заданным изначально параметрам. Если контрольный модуль фиксирует отклонения от прописанных параметров,  но они еще находятся в допустимых пределах, тогда осуществляется коррекция. В случае серьезного сбоя контрольный модуль ЭБУ заблокирует двигатель.

Программное обеспечение ЭБУ поддается коррекции. Блок управления двигателем можно перепрошить, тем самым заменив штатную программу и внеся изменения в базовые настройки и параметры работы силового агрегата. Данный способ получил название чип-тюнинг бензинового или дизельного двигателя.

Сбои и ошибки двигателя записываются в память ЭБУ

ЭБУ имеет встроенную систему диагностики. Если контроллер фиксирует отклонение, ошибку или сбой в работе двигателя, тогда на приборной панели загорается соответствующая пиктограмма (обычно желтого или красного цвета), или же информационная надпись сheck-еngine. Автолюбители в быту данный предупреждающий сигнал определяют как «загорелся чек».

Возникающие ошибки в работе двигателя имеют индивидуальный код. Коды ошибок хранятся в ЭБУ, так как записываются в память запоминающего устройства на плате контроллера. Для диагностики и выявления неисправностей специалисты подключают к блоку управления двигателем специальный сканер через диагностический  разъем ЭБУ. Сканер считывает коды ошибок (расшифровывает) и отображает их на своем дисплее. По этим данным  можно получить представление о том, в каком состоянии  находится мотор и какие имеет неисправности.

Неисправности электронного блока управления двигателем

Блок управления является надежным устройством, но встречаются отдельные случаи его некорректной работы или выхода из строя. Неисправности ЭБУ двигателя могут возникать по следующим причинам:

• короткое замыкание ЭБУ;
• сильный перегрев контроллера;
• воздействие влаги на плату и разъемы;
• коррозия корпуса и разъемов блока управления;
• механическое ударное воздействие, вибрации;

На поломку ЭБУ указывают сбои в работе двигателя при полностью исправных датчиках и системах ДВС, а также с учетом полного исключения других возможных причин. Исправная работа блока управления зависит от нормального напряжения в бортовой сети автомобиля, а также от получения рабочих сигналов от датчиков.

Если ЭБУ вышел из строя, тогда двигатель может работать неустойчиво или с большими провалами на разных режимах работы. Часто двигатель с неисправным ЭБУ оказывается заблокирован. На панели приборов высвечивается ошибка (горит «чек»). Данная ошибка полностью не сбрасывается сканирующими и другими устройствами, или же «чек» снова загорается  после сброса ошибки спустя какое-то время.

В таких случаях необходимо оценить состояние блока управления двигателем. Ремонт ЭБУ возможен и обойдется дешевле, но предпочтительнее осуществить замену ЭБУ на новый полностью исправный блок. Подбирать блок управления двигателем на машину необходимо строго в соответствии с маркой и моделью, типом установленного двигателя и другими важными параметрами конкретного транспортного средства. Дополнительно может потребоваться настройка нового ЭБУ после его установки на автомобиль.

Читайте также

krutimotor.ru

Устройства управления электродвигателями

Устройство (система) управления электродвигателем (контроллер двигателя) — устройство или группа устройств, которые предназначены для управления электродвигателем.

Устройство управления электродвигателем может включать ручные или автоматические средства для запуска и остановки двигателя, средства выбора прямого или обратного направления вращения, выбора и регулирования скорости вращения, регулирования или ограничения момента, защиту от перегрузки и от неисправности.

Каждый электродвигатель должен иметь своего рода систему управления (контроллер). Система управления электродвигателем в зависимости от задачи будет иметь различные характеристики и сложность.

Простейшим случаем управления электродвигателем является выключатель который соединяет электродвигатель с источником энергии, например как в небольших бытовых приборах или электроинструменте (дрели и др.). Переключение может осуществляться вручную, с помощью реле или контактора подсоединенного к датчику для автоматического запуска или остановки электродвигателя. Переключатель может иметь несколько положений для выбора различных способов подключения электродвигателя, что может позволить уменьшить пусковое напряжение, выбирать направление и скорость вращения.

Более сложные системы управления электродвигателями могут использоваться для точного управления скорости и момента электродвигателя, могут быть частью системы для точного управления угловым положением управляемого механизма.

Устройства управления электродвигателями могут управляться вручную, удаленно или автоматически. Они могут иметь, как только функции старта и остановки двигателя, так и многие другие функции.

Устройства управления двигателями можно классифицировать по типам управляемых электродвигателей (таких как СДПМ, КДПТ и др.) или по назначению.

Устройства для прямого подключения

Устройства с помощью которых электродвигатель напрямую подключается к источнику питания. Самый простой способ подключения. Небольшие электродвигатели некоторых типов могут быть включены: напрямую в розетку, с использованием выключателя, через автоматический выключатель. Такой способ подключения мгновенно соединяет электродвигатель с сетью питания.

Устройство плавного пуска

Используется для уменьшения пусковых токов асинхронных электродвигателей, что позволяет существенно продлить срок службы двигателя. Устройство плавного пуска используется в задачах, где не требуется управлять скоростью вращения или моментом электродвигателя. При этом для двигателей одинаковой мощности устройство плавного пуска дешевле частотного преобразователя.

Сервопривод

Устройство позволяет точно контролировать угловое положение, скорость и ускорение исполнительного механизма посредством управления синхронным электродвигателем (обычно СДПМ).

engineering-solutions.ru

Устройства управления электродвигателями для создания роботов.

Устройства управления электродвигателями необходимы для создания вашего робота. Теперь выбрана конструкция робота, исполнительные механизмы или моторы и контроллер для робота. Наконец пришло время заставить все двигаться. Первый вопрос, который многие новички задают при создании своего первого робота, — «как я могу управлять моторами?».

Для этого служат такие устройства управления электродвигателями, как контроллер двигателя. После небольшого исследования выражения «контроллер двигателя» появилось много вопросов. Что такое контроллер двигателя и зачем он мне нужен?

Содержание статьи

Контроллеры двигателей

Контроллер двигателя — это электронное устройство (обычно это монтажная плата без корпуса), которое служит в качестве промежуточного устройства между микроконтроллером, блоком питания или батареями и моторами (двигателями).

Микроконтроллер (мозг робота) задает скорость и направление двигателей. Но он не может управлять ими напрямую из-за его очень ограниченной мощности (тока и напряжения). С другой стороны, контроллер двигателя может обеспечивать ток при требуемом напряжении. При этом не может решить, как быстро двигатель должен вращаться.

Таким образом, микроконтроллер и контроллер двигателя должны работать вместе. Для того, чтобы моторы двигались так как нам нужно, используются устройства управления электродвигателями. Обычно микроконтроллер может подавать команду на контроллер двигателя о том, как приводить в действие двигатели с помощью стандартного и простого метода связи.

• Например, такого как UART (Universal asynchronous receiver/transmitter или УАПП — универсальный асинхронный приемопередатчик). Это один из самых старых и распространенных протоколов передачи данных.
• Возможно использование PWM (широтно-импульсную модуляцию — ШИМ).
• Кроме того, некоторые контроллеры двигателей могут управляться вручную аналоговым напряжением, обычно создаваемым потенциометром.

Физический размер и вес контроллера двигателя могут значительно различаться. От устройства, меньшего, чем кончик пальца, используемого для управления мини-сумо-роботом до большого контроллера весом в несколько килограммов. Вес и размер контроллера двигателя обычно оказывает минимальное влияние на робота.

Хотя бывает необходимо сделать робота маленького размера или беспилотный летательный аппарат. В результате вес и размер контроллера может быть критичным. Размер контроллера двигателя обычно связан с максимальным током, который он может обеспечить. Увеличенный ток также означает необходимость использования проводов большего диаметра.

Существует несколько типов исполнительных механизмов (шаг 3). Следовательно, существует несколько типов контроллеров двигателей.

• Машинные контроллеры двигателя постоянного тока. Они используются с шестерёнчатыми двигателями постоянного тока, постоянного тока и многими линейными приводами.
• Бесщеточные контроллеры двигателя постоянного тока. Используются с бесщеточными двигателями постоянного тока.
• Сервомоторы: используются для хобби сервомоторов.
• Контроллеры шагового двигателя. Используются с однополярными или биполярными шаговыми двигателями в зависимости от их типа.

Выбор контроллера мотора (двигателя)

Контроллеры двигателей можно выбрать только после того, как вы выбрали свои двигатели, приводы. Кроме того, номинальный ток двигателя связан с крутящим моментом, который он может обеспечить. Так как маленький двигатель постоянного тока не потребляет много тока, но не может обеспечить большой крутящий момент. Тогда как большой двигатель может обеспечить более высокий крутящий момент, но для этого потребуется более высокий ток.

Управление двигателем постоянного тока

Первое соображение — это номинальное напряжение двигателя. Устройства управления электродвигателями постоянного тока обычно предлагают диапазон напряжения. Например, ваш двигатель работает с номиналом 3 В. Следовательно вам не следует выбирать контроллер двигателя, который может управлять двигателем только между 6 и 9 В. Это поможет вам исключить некоторые контроллеры двигателя из списка.

Итак, вы нашли ряд контроллеров, которые могут приводить в действие двигатель с соответствующим напряжением. Следующим соображением будет постоянный ток, который контроллер должен будет подавать. Вам нужно найти контроллер двигателя, который будет обеспечивать ток, равный или превышающий номинальный ток, потребляемый двигателем.

Если вы выберете контроллер двигателя 5А для двигателя 3A, то двигатели будут потреблять столько тока, сколько потребуется. С другой стороны, двигатель на 5А, скорее всего, выведет контроллер на 3A. Многие производители двигателей обеспечивают ток выключения двигателя постоянного тока. В результате это не дает вам четкого представления о контроллере двигателя, который вам понадобится. То есть вы не можете найти постоянный рабочий ток двигателя. В этом случае простым правилом является оценка постоянного тока двигателя примерно на  20-25% меньше тока останова.

Все контроллеры двигателя постоянного тока обеспечивают максимальный ток. Убедитесь, что этот показатель примерно в два раза выше, чем номинальный ток двигателя. Обратите внимание, что, когда двигателю требуется больше крутящего момента (например, движение вверх по склону), он требует большего тока. Выбор контроллера двигателя со встроенным охлаждением и тепловой защитой — очень хороший выбор. Еще одним важным соображением является метод управления.

Устройства управления электродвигателями используют следующие методы:

• аналоговое напряжение
• I2C (интерфейсная шина IIC )
• PWM (широтно-импульсная модуляция — ШИМ)
• R / C (Radio Control, радиоуправление)
• UART (универсальный асинхронный приемопередатчик)

Если вы используете микроконтроллер, проверьте, какие типы соединений у вас имеются, и какие двигатели являются совместимыми для вас. Если ваш микроконтроллер имеет последовательные контакты, вы можете выбрать контроллер последовательного двигателя. Для PWM вам, вероятно, потребуется один канал PWM на двигатель.

Методы контроля

На практике остается выбрать какой контроллер двигателя нужен — одиночный или двойной. Двойной контроллер постоянного тока может управлять скоростью и направлением двух двигателей постоянного тока независимо.  Наконец часто экономит ваши деньги (и время).

Двигатели не обязательно должны быть идентичными. Хотя для мобильного робота приводные двигатели должны быть в большинстве случаев одинаковыми. Вам нужно выбирать двойной контроллер двигателя на основе более мощного двигателя постоянного тока.

Обратите внимание, что контроллеры двух двигателей имеют только одну входную мощность. Потому что если вы хотите контролировать один двигатель на 6 В, а другой на 12 В, это будет невозможно. Обратите внимание, что действующее напряжение всегда поддерживается на каждом канале. Стандартные сервомоторы предназначены для использования определенных напряжений для максимальной эффективности. Большинство из них работают от 4,8 В до 6 В, а их потребление тока аналогично, шаги для выбора несколько упрощены.

Тем не менее вы можете найти сервомотор, который работает при напряжении 12 В. При этом важно, чтобы были дополнительные сведения о контроллере, если ваш сервомотор не считается «стандартным». Также большинство хобби-сервомоторов используют стандартный сервопривод R / C. Это три провода, которые являются землей, напряжением и сигналом.

Теперь нужно выбрать метод управления. Некоторые контроллеры сервомоторов позволяют вам управлять положением сервопривода вручную с помощью набора кнопок / переключателей. Другие — с помощью команд UART (последовательных) или других средств. Определите количество сервоприводов, которые нужно контролировать.

Контроллеры могут управлять многими сервоприводами (обычно 8, 16, 32, 64 и выше). Вы, конечно же, можете выбрать контроллер серводвигателя, способный управлять большим количеством сервомеханизмов, чем вам потребуется. Как и контроллеры двигателя постоянного тока, метод управления является важным фактором.

Управление шаговым двигателем

Какой вы выбрали двигатель — однополюсный или двухполюсный? Выберите тип контроллера шагового двигателя соответственно, хотя почти все устройства управления электродвигателями могут управлять обоими типами. Количество проводов обычно помогает определить тип двигателя. Если двигатель имеет 4 провода, то он является двухполюсным. Если он имеет 6 или более контактов, то он является однополюсным. Выберите диапазон напряжения контроллера двигателя, чтобы он соответствовал номинальному напряжению вашего двигателя.

Определите, сколько тока требуется для каждого мотора, и узнайте, сколько тока (на катушку) контроллер шагового двигателя может обеспечить. Если вы не можете найти ток катушки, то большинство производителей указывает сопротивление катушки, R. Используя Закон Ома (V = IR), вы можете рассчитать ток (I). Как и для контроллера двигателя постоянного тока, метод управления является важным фактором.

Управление линейным приводом

Линейные приводы имеют три основных метода управления: DC, R / C или обратная связь. Большинство линейных приводов постоянного тока используют редукторный двигатель постоянного тока. Поэтому обычно необходим контроллер постоянного тока.

Однако некоторые линейные приводы принимают сервопривод R / C, поэтому вы выбираете контроллер серводвигателя. Если управляемый R / C линейный привод работает с более высоким напряжением, чем диапазон контроллера, привод может включать в себя отдельные провода для более высокого требуемого напряжения питания.

Другие приводы — это многочисленные электромеханические устройства. Например, искусственные мышцы из проволоки или соленоиды также должны управляться с помощью контроллеров двигателей. Ниже приведены некоторые вопросы для того, чтобы определить, нужен ли вашему приводу контроллер двигателя.

• Более высокие требования к току: любое устройство, требующее более 0,1A, обычно нуждается в собственном контроллере.
• Более высокие требования к напряжению: если привод работает выше напряжения микроконтроллера (обычно 5 В или 3,3 В) он обычно не может быть напрямую подключен к микроконтроллеру.

Практический часть

На шаге 3 мы выбрали большой мотор из базового набора LEGO MINDSTORMS Education EV3. Для этого мотора не требуется отдельного контроллера двигателя. Он подключается напрямую к выходному порту микроконтроллера EV3. В результате полностью соответствует нашей цели – созданию роботизированной платформы.

Большой мотор LEGO MINDSTORMS Education EV3

 

legoteacher.ru

Электронная система управления двигателем(ЭСУД). — DRIVE2

Существует огромное количество систем управления двигателей и их модификаций. Для этого рассмотрим различные варианты ЭСУД, которые когда-либо устанавливались на серийно выпускаемые автомобили.
ЭСУД применяемые на автомобилях
ЭСУД — это электронная система управления двигателем или по-простому компьютер двигателя. Он считывает данные с датчиков двигателя и передает указания на исполнительные системы. Это все делается, что двигатель работал в оптимальном для него режиме и сохранял нормы токсичности и потребления топлива.
Обзор электронной системы управления двигателем будет приводиться на примере инжекторных автомобилей ВАЗ. Разобьем ЭСУД на некоторые группы по критериям.
Производитель электронной системы управления
Для автомобилей автозавода ВАЗ использовались системы управления двигателем компаний Bosch, General Motors и СУД отечественной производства. Если вы хотите заменить какую-нибудь деталь системы впрыска, например производства Bosch на производства Bosch, то это окажется невозможным, т.к. детали невзаимозаменяемые. А вот отечественные детали впрыска топлива иногда оказываются аналогичными деталям иностранного производства.
Разновидности контроллеров управления двигателем
На вазовских автомобилях можно встретить следующие типы контроллеров:
1. Январь 5 — производство Россия;
2. M1.5.4 — производство Bosch;
3. МР7.0 — производство Bosch;
Кажется, что контроллеров не много, а на самом деле все сложней. Для примера, контроллер M1.5.4 для системы без нейтрализатоpa не подходит для системы с нейтрализатором. И они считаются невзаимозаменяемыми. Контроллер МР7.0 для системы «Eвpo-2» не может быть установлен на автомобиль «Евро-3». Хотя установить контроллер МР7.0 для системы «Eвpo-3» на автомобиль с экологическими нормами токсичности «Евро-2» возможно, но для этого потребуется перепрошить программное обеспечение контроллера.
Типы впрыска
По этому параметру можно разделить системы впрыска на систему центрального (одноточечного) и распределенного (многоточечного) впрыска топлива. В системе центрального впрыска форсунка подает топливо во впускной трубопровод перед дроссельной заслонкой. В системах распределенного впрыска каждый цилиндр имеет свою форсунку, которая подает топливо непосредственно перед впускным клапаном.
Системы распределенного впрыска разделяются на фазированные и не фазированные. В не фазированных системах впрыск топлива может осуществляться или всеми форсунками в одно время или парами форсунок. В фазированных системах впрыск топлива осуществляется последовательно каждой форсункой.
Нормы токсичности
В разные времена собирались автомобили, который соответствовали требованиям стандартов по токсичности отработавших газов от «Евро-0» до «Евро-4». Автомобили, который соответствуют нормам «Евро-0» выпуск

drive2.ru