Qual'è il funzionamento di un ESC?

[zuzzy87]

Originalmente inviato da vangogh

Porta pazienza Mrk89 ma non capisco il concetto, sono duretto!
Quando ho letto "cortocircuitare il motore per frenare" sono rimasto basito e volevo capire meglio.

La pratica è questa:
quando collego i tre cavi del motore all'ESC ed accelero posso vedere il motore che gira in un senso o in un'altro, a seconda di come collego due delle tre cavi.

Ero convinto che per lo stesso principio l'ESC "pilotasse" due dei tre cavi per garantire marcia avanti, frenata e marcia indietro.

Ora, vorrei concentrarmi su questo aspetto e sviscerare come è nella realtà.
Come fa l'ESC a dire al motore brushless di girare in un senso o nell'altro o fermarsi?


Poi quando ho chiaro questo mi piacerebbe capire a che cosa servono i condensatori sull'ESC.

il microcontrollore regola il tutto, quandi vai in un verso (rileggi il post precedente sul coccing) il motore fa girare la terna in un verso mentre quando vai nell'altro la fa girare al contrario. in frenata mette in corto fra loro i cavi dell'esc (bada bene, non un corto permanente ma sempre una regolazione pwm per permettere la dosabilità del freno)

i condensatori sono nell'ingresso, subito dopo il connettore della batteria prima dei mos-fet

[vangogh]

Originalmente inviato da zuzzy87

il microcontrollore regola il tutto, quandi vai in un verso (rileggi il post precedente sul coccing) il motore fa girare la terna in un verso

Se è questo microntrollore che regola il tutto perchè scrivi che è il motore che fa girare la terna? E soprattutto, cos'è questa terna?

Originalmente inviato da zuzzy87

mentre quando vai nell'altro la fa girare al contrario. in frenata mette in corto fra loro i cavi dell'esc

Suppongo sia il microcontrollore che mette in corto i cavi dell'ESC, ma di quali cavi stai parlando?

Originalmente inviato da zuzzy87

(bada bene, non un corto permanente ma sempre una regolazione pwm per permettere la dosabilità del freno)

Ecco, ora in qualcosa mi ritrovo... avevo letto qualcosa a riguardo e pensavo appunto che per controllare accelerazione e decelerazione del motore l'ESC lavorasse sulla variazione del PWM.

Originalmente inviato da zuzzy87

i condensatori sono nell'ingresso, subito dopo il connettore della batteria prima dei mos-fet

Grazie, questo ora è più chiaro.
Zuzzy, visto che di questo argomento mi sembri avere molto da dire potresti citarmi la fonte e dove prendi tutte queste informazioni?
Grazie!

[illez]

Se proprio siete interessati, anche se la descrizione è in inglese vi consiglio di guardare questa animazione:
motor

Premete il pulsante in alto con scritto "motor type" e selezionate “Synchronous Motor /BLDC”.

Buon divertimento.

[zuzzy87]

Originalmente inviato da vangogh

Se è questo microntrollore che regola il tutto perchè scrivi che è il motore che fa girare la terna? E soprattutto, cos'è questa terna?

il motore crea una terna di tensioni (secondare) indotte da cui il con. stabilisce la posizione. la terna è una terna di tensioni/correnti guarda la simulazione di illez

Suppongo sia il microcontrollore che mette in corto i cavi dell'ESC, ma di quali cavi stai parlando?

i cavi del motore per poter frenare

Ecco, ora in qualcosa mi ritrovo... avevo letto qualcosa a riguardo e pensavo appunto che per controllare accelerazione e decelerazione del motore l'ESC lavorasse sulla variazione del PWM.



Grazie, questo ora è più chiaro.
Zuzzy, visto che di questo argomento mi sembri avere molto da dire potresti citarmi la fonte e dove prendi tutte queste informazioni?
Grazie!

le info provengono da:
smontaggio esc e tentativi (vani purtroppo per problemi sulle piste delle schede) di ripazione e conseguente studio del funzionamento,

15 anni di passione nell'elettronica

diploma perito capotecnico specializzato in elettrotecnica con 15/15 punti sullo scritto di impianti elettrici... (purtroppo solo 8pti in italiano e 9 in terza prova )

[Gaspa]

no per la frenata non cortocircuita i cavi del motore, cioè sarebbe un modo per frenare ma non permette per esempio di bloccare le ruote, o fare frenate potenti, per quello deve provvedere per forza l'esc.

Per quanto riguarda il funzionamento, prendiamo in considerazione un motore sensored che è molto più semplice concettualmente, praticamente prima decide la tensione da mandare al motore in base a quanto stai accellerando, per esempio accelleri poco? manderà 2 volt, un pò di più ? 5 volt, se vai a tavoletta dà il via libera a tutta la corrente disponibile, a questo punto su un esc brushed la tensione verrebbe direttamente buttata sul motore, cosi poi le spazzole "decidono" su che bobina mandare corrente, mentre sul brushless a quel punto la corrente và in mano ai famosi mosfet che fanno il lavoro delle spazzole, cioè danno corrente a una bobina del motore per volta (i 3 fili), infatti ci sono sempre 3 gruppi di mosfet, tipo l'ezrun 80 ha 12 mosfet, (4 per fase) il mmm e l'ezrun 150 ne hanno 24 (8 per fase).
Nel caso dei sensored questi prendono ordini direttamente dai sensori, che tipo all'inizio dicono di accendere i motori della fase uno, poi quando il motore ha fatto un terzo di giro, mandano l'ordine di spegnere la fase uno e accendere la 2, poi quando il motore ha fatto un'altro terzo di giro spengono la 2 e accendono la 3 e via così.
In tutto questo casino che definisce la velocità con cui stà girando il motore è solo la tensione che stabilisce la prima parte dell'esc. Il sistema dei sensori è un sistema completamente distaccato(proprio come le spazzole di un motore brushed)
Detto questo, come fà il motore a girare?,
Allora prendi questo disegno

Allora facciamo finta che le 3 bobine siano numerate 1 , 2 e 3, e la freccia (rotore) segue sempre la bobina accesa (questo sarebbe l'esempio di un motore 2 poli)
quindi se li accendi in successione al momento giusto (quando la punta della freccia oramai è sotto la bobina accesa accendi quella dopo), facendo 1 2 3 il motore gira in senso orario, ora se tipo invertiamo 2 numeri, facendo tipo 1 3 2 è come invertire 2 fili del motore. Se provi a seguire il senso si vede che parte dall'1 cioè freccia in alto, poi 3 basso a sinistra e poi 2 basso a destra, quindi gira in senso antiorario.
Ecco perchè basta invertire 2 fili qualunque per far girare il motore nel senso opposto.

Per quanto riguarda i condensatori, loro non fanno altro che accumulare piccole quantità di corrente, che però le possono scaricare molto violentemente, tipo anche spararti fuori 300 ampere, per un momento brevissimo, però lo possono fare, quindi li puoi mettere prima della batteria, cosi tipo nelle partenze o frenate l'esc può chiedere (per momenti infinitamente brevi) correnti di picco altissime, che la batteria non riuscirebbe a fornire, e quindi il condensatore fà da cuscino per questo improvviso spigolo di corrente, questo causa 2 effetti quindi, per l'esc avere tutto quello che vuole sempre, senza restarci strozzata da improvvisi cali di tensione, e di attutire improvvisi campi magnetici fortissimi che escono dai fili della batteria, che possono provocare delle interferenze, quindi più grosso il condensatore e più le correnti richieste alla batteria saliranno e scenderanno belle tranquille come le onde di un mare calmo, mentre al contrario l'esc potrà richiedere tutte le botte di corrente che vuole, tanto nel condensatore ci saranno le scorte necessarie.

Poi i motori sensorless sono solo un'evoluzione con successiva complicazione di tutto il sistema, però il principio è quello. Idem per i 4 poli

[vangogh]

Originalmente inviato da illez

Se proprio siete interessati, anche se la descrizione è in inglese vi consiglio di guardare questa animazione:
motor

Premete il pulsante in alto con scritto "motor type" e selezionate “Synchronous Motor /BLDC”.

Buon divertimento.

Fighissima questa spiegazione.
I 3 cavi che vanno al motore simulano le 3 fasi di un motore trifase... giusto?
Quindi, se è così, per invertire il senso di rotazione non è corretto parlare di cortocircuito, in realtà vengono invertite due delle tre fasi, giusto?

[vangogh]

Originalmente inviato da Gaspa

no per la frenata non cortocircuita i cavi del motore, cioè sarebbe un modo per frenare ma non permette per esempio di bloccare le ruote, o fare frenate potenti, per quello deve provvedere per forza l'esc.

Per quanto riguarda il funzionamento, prendiamo in considerazione un motore sensored che è molto più semplice concettualmente, praticamente prima decide la tensione da mandare al motore in base a quanto stai accellerando, per esempio accelleri poco? manderà 2 volt, un pò di più ? 5 volt, se vai a tavoletta dà il via libera a tutta la corrente disponibile, a questo punto su un esc brushed la tensione verrebbe direttamente buttata sul motore, cosi poi le spazzole "decidono" su che bobina mandare corrente, mentre sul brushless a quel punto la corrente và in mano ai famosi mosfet che fanno il lavoro delle spazzole, cioè danno corrente a una bobina del motore per volta (i 3 fili), infatti ci sono sempre 3 gruppi di mosfet, tipo l'ezrun 80 ha 12 mosfet, (4 per fase) il mmm e l'ezrun 150 ne hanno 24 (8 per fase).
Nel caso dei sensored questi prendono ordini direttamente dai sensori, che tipo all'inizio dicono di accendere i motori della fase uno, poi quando il motore ha fatto un terzo di giro, mandano l'ordine di spegnere la fase uno e accendere la 2, poi quando il motore ha fatto un'altro terzo di giro spengono la 2 e accendono la 3 e via così.
In tutto questo casino che definisce la velocità con cui stà girando il motore è solo la tensione che stabilisce la prima parte dell'esc. Il sistema dei sensori è un sistema completamente distaccato(proprio come le spazzole di un motore brushed)
Detto questo, come fà il motore a girare?,
Allora prendi questo disegno

Allora facciamo finta che le 3 bobine siano numerate 1 , 2 e 3, e la freccia (rotore) segue sempre la bobina accesa (questo sarebbe l'esempio di un motore 2 poli)
quindi se li accendi in successione al momento giusto (quando la punta della freccia oramai è sotto la bobina accesa accendi quella dopo), facendo 1 2 3 il motore gira in senso orario, ora se tipo invertiamo 2 numeri, facendo tipo 1 3 2 è come invertire 2 fili del motore. Se provi a seguire il senso si vede che parte dall'1 cioè freccia in alto, poi 3 basso a sinistra e poi 2 basso a destra, quindi gira in senso antiorario.
Ecco perchè basta invertire 2 fili qualunque per far girare il motore nel senso opposto.

Per quanto riguarda i condensatori, loro non fanno altro che accumulare piccole quantità di corrente, che però le possono scaricare molto violentemente, tipo anche spararti fuori 300 ampere, per un momento brevissimo, però lo possono fare, quindi li puoi mettere prima della batteria, cosi tipo nelle partenze o frenate l'esc può chiedere (per momenti infinitamente brevi) correnti di picco altissime, che la batteria non riuscirebbe a fornire, e quindi il condensatore fà da cuscino per questo improvviso spigolo di corrente, questo causa 2 effetti quindi, per l'esc avere tutto quello che vuole sempre, senza restarci strozzata da improvvisi cali di tensione, e di attutire improvvisi campi magnetici fortissimi che escono dai fili della batteria, che possono provocare delle interferenze, quindi più grosso il condensatore e più le correnti richieste alla batteria saliranno e scenderanno belle tranquille come le onde di un mare calmo, mentre al contrario l'esc potrà richiedere tutte le botte di corrente che vuole, tanto nel condensatore ci saranno le scorte necessarie.

Poi i motori sensorless sono solo un'evoluzione con successiva complicazione di tutto il sistema, però il principio è quello. Idem per i 4 poli

BENISSIMO
Gaspa, GRANDISSIMO!

Questa è quella che si dice "spiegazione".

Senza nulla togliere agli altri tu caro mio meriti, per quel che può valere, una LODE da parte mia.

Ora ho capito!!!


Anche lo scopo dei mosfet e dei condensatori mi era sconosciuto, almeno in parte, ma tu me l'hai chiarito alla perfezione.

GRAZIE!

[zuzzy87]

Originalmente inviato da vangogh

Fighissima questa spiegazione.
I 3 cavi che vanno al motore simulano le 3 fasi di un motore trifase... giusto?
Quindi, se è così, per invertire il senso di rotazione non è corretto parlare di cortocircuito, in realtà vengono invertite due delle tre fasi, giusto?

diciamo di si, anche se non è corretto. perche in realtà cambia proprio il senso della rotazione della terna di tensione che viene generata.

poi tu, invertendo le 2 fasi fisicamente lo inverti, ma dentro l'esc non c'e nulla che scambi i "fili", la terna viene fatta girare semplicemente al contrario.

ps. il corto è solo per frenare

[illez]

Originalmente inviato da vangogh

Fighissima questa spiegazione.
I 3 cavi che vanno al motore simulano le 3 fasi di un motore trifase... giusto?
Quindi, se è così, per invertire il senso di rotazione non è corretto parlare di cortocircuito, in realtà vengono invertite due delle tre fasi, giusto?

Premetto doverosamente che non sono un esperto della materia, che è più complessa di quello che può in prima battuta sembrare.
Tieni a mente questo: una variazione di campo elettrico (cioè di corrente nelle 3 bobine, facendo riferimento all'animazione) genera un campo magnetico.
Analogamente, una variazione di campo magnetico genera (induce) un campo elettrico, e quindi una corrente nelle spire delle bobine.
Cosa significa tutto questo: intanto che quando freni la c'è PER FORZA della corrente elettrica negli avvolgimenti, ed è generata dalla rotazione del campo magnetico del rotore. Questa corrente genera un campo magnetico (to'...ma guarda un po') che tende quindi a frenare la rotazione. E' evidentemente un circuito che si alimenta da solo, ma per frenate potente non è sufficiente, quindi (immagino) che l'esc debba intervenire facendo circolare corrente proveniente dalle batterie per contrastare la rotazione del motore.

Altra nota: come fa l'esc a sincronizzarsi con il movimento del rotore? (parliamo di motori sensorless) Semplicemente anche i motori sensorless in realtà hanno un sensore, come si vede dall'animazione e dallo schema finale. Il sensore non è altro che una misurazione della corrente indotta dal movimento del rotore (come si diceva nel caso della frenata).

Come si fa a ruotare in un senso o nell'altro dovrebbe essere abbastanza chiaro: l'esc 'accende' le 3 bobine secondo un cert'ordine o al contrario.

A cosa servono i condensatori?
Anche qui vado ad intuito, ma se avete indicazioni più precise ben vengano. Il motore riceve corrente direttamente dalle batterie, i mosfet funzionano da interruttori elettronici che si aprono e si chiudono (quindi interrompono o fanno passare la corrente) molto velocemente. Questo, come avrete notato produce forti disturbi elettromagnetici che disturbano la vostra radio. I condensatori servono come limitatori dei disturbi; inoltre possono (ma non sono molto convinto di questo) servire come dice Gaspa come piccola scorta di energia nei momenti di picco.

Questo è quanto capisco ad intuito e mi è sufficiente per la vita con i miei modelli

[vangogh]

Originalmente inviato da zuzzy87

diciamo di si, anche se non è corretto. perche in realtà cambia proprio il senso della rotazione della terna di tensione che viene generata.

poi tu, invertendo le 2 fasi fisicamente lo inverti, ma dentro l'esc non c'e nulla che scambi i "fili", la terna viene fatta girare semplicemente al contrario.

ps. il corto è solo per frenare

Zuzzy, con 'sta storia del corto non mi convinci.... non te la prendere ma oramai mi è chiaro... per frenare l'ESC credo proprio gestisca progressivamente il "flusso" che spara sui 3 avvolgimenti tramite i 3 cavi.
Come per la retro inverte al suo interno due dei cavi, per la frenata esegue la stessa cosa in maniera progressiva.