БПЛА ESC и Motor Connection Guide (включая шаги и меры предосторожности)

 

В любом многороторном дроне соединение между регулятором скорости (ESC) и двигателем составляет основу его системы питания. Регулятор скорости (ESC) не только преобразует постоянный ток аккумуляторной батареи в трёхфазные импульсы, необходимые для работы бесщёточных двигателей, но и выполняет такие важные задачи, как управление скоростью, запуск/остановка и изменение направления полёта.

 

Если вы производитель дронов, энтузиаст сборки, покупатель технологий или пытаетесь заменить или протестировать двигатель дрона, крайне важно освоить правильный способ подключения регулятора скорости к двигателю:

Неправильное подключение может привести к реверсу двигателя, рысканию дрона или даже к сбою при взлёте.

 

Неправильно подключен сигнал? Регулятор скорости не распознаёт команду управления полётом, и двигатель не реагирует.

 

Неоткалиброванный регулятор скорости? Нестабильная тяга и неуправляемый полёт.

 

Несоблюдение мер предосторожности? В крайних случаях это может привести к перегоранию регулятора скорости или повреждению контроллера полёта.

 

Хотя на первый взгляд это может показаться технически сложным, как только вы поймете основы, весь процесс подключения и калибровки можно будет завершить всего за несколько минут.

 

Прежде чем делать проводку, очень важно понять принцип работы между ESC и бесщеточным двигателем, который связан с нормальной работой и точностью управления всей системой питания дронов .

 

1. Что такое ESC (электронный контроллер скорости)?

ESC (электронный контроллер скорости) - это электронный компонент, который управляет запуск, скоростью, направлением и торможением двигателя.

Его основные функции:

Преобразовать постоянный ток (DC), предоставляемый батареей в трехфазный чередовый ток;

 

Отрегулируйте текущую частоту в соответствии с PWM или цифровым сигналом, отправленным контроллером полета для достижения управления скоростью двигателя;

 

Некоторые ESC также имеют встроенную защиту напряжения/тока, торможение, переключение направления и другие функции .

 

2. Как работает бесщеточный двигатель?

Бесщеточный двигатель постоянного тока (BLDC), обычно используемый в беспилотниках, как правило, представляет собой трехфазную структуру с тремя выходными клеммами, которые подключены к трем выходным клеммам ESC (отмечены как A/B/C или любые три фазы) .

 

Его операция зависит от:

Электронная коммутация: последовательность переключения трехфазного тока контролируется ESC;

 

Магнитное поле меняется попеременно: вращающее магнитное поле образуется для привода ротора для вращения;

 

Зал или без датчика управления: определить положение двигателя, чтобы определить, когда питание на.

 

Примечание. При подключении трехфазных проводов не существует требований абсолютного порядка, потому что направление двигателя может быть изменено, просто заменив любые два провода, что значительно облегчает последующие корректировки .

 

3. Как передаются контрольные сигналы?

Контроллер полета передает команды управления в ESC через линию сигнала (обычно 3- Line: Line Line + Line + Line + Power Line) . Основные протоколы управления включают:

Название протокола	Функции
Шир	Наиболее распространенный аналоговый сигнал, легко совместимый
OneShot125/42	Улучшить скорость отклика, подходит для гоночных беспилотников
DSHOT150/300/600	Цифровое управление сигналом, более точное и стабильное, поддерживает двустороннюю связь (частичный ESC)

 

Существует несколько ключевых шагов, чтобы правильно подключить ESC к бесщеточному двигателю дрона .. Рекомендуется работать с выключением питания и удаления пропеллеров перед тестированием, чтобы обеспечить безопасность.

 

Шаг 1: Убедитесь, что параметры ESC и мотор соответствуют

Перед подключением, пожалуйста, подтвердите, что следующие параметры совместимы:

Является ли диапазон напряжений согласованным (например, 4S/6S/8S)?

 

Достаточно ли максимальной пропускной способности переноса? (Рекомендуется оставить более 20% избыточности)

 

Это универсальный тип интерфейса (в основном 3,5 мм банановая штекерная вилка/интерфейс без припособления) интерфейс)

 

Например, пиковый ток мотора VSD 4720 составляет почти 100А, и рекомендуется использовать высокопроизводительный ESC, превышающий или равный 100A .

 

Шаг 2: Подключите выходной терминал ESC к трехфазному проводе двигателя

Найдите три толстых провода ESC (обычно черный, желтый (белый) и красные /трехцветные провода)

 

Подключите его к трем выходным проводам бесщеточного двигателя (в любом порядке)

 

Используйте подключение к подключению или непосредственно припаяна, чтобы обеспечить твердый контакт

 

Регулировка направления вращения: если двигатель вращается в неправильном направлении после включения, его можно изменить, просто заменив любые два фазовых провода .

 

Шаг 3: Подключите вход ESC к источнику питания лития аккумулятора

Вход ESC обычно представляет собой два толстого красного и черного провода (+ мощность / - земля)

 

Подключитесь к порту XT60 / XT90 литийной батареи

 

Убедитесь, что полярность верна: от красного провода до положительного, от черного провода до отрицательного

 

Примечание: обратная полярность напрямую повредит ESC!

 

Шаг 4: Подключите сигнальный кабель ESC к контроллеру полета

 

Существует также 3- тонкий провод ядра на ESC, обычно:

Белый/желтый (линия сигнала)

 

Красный (5 В линия питания, некоторые ESCs отменили его)

 

Черный (земля)

 

Подключите этот набор проводов к выходному каналу PWM -контроллера или интерфейсу управления DSHOT, с соответствующими числами, такими как M1, M2, M3, M4 и т. Д. .

 

Шаг 5: Включить и проверить

Убедитесь, что все линии подключены правильно

 

Снимите винт (чтобы избежать случайного вращения)

 

Подключите батарею и питание

 

Слушайте тон -esc -тон (указывает на успешный запуск)

 

Используйте пульт дистанционного управления, чтобы потянуть дроссель с низкой скоростью, чтобы проверить, запускается ли двигатель нормально

 

При сборке дронов правильное направление вращения двигателя напрямую влияет на способность дрона плавно взлететь, сохранять положение и управлять самолётом. Вращение двигателя в обратном направлении может привести к переворачиванию дрона, его дрейфу или даже вращению на месте.

 

Как определить, вращается ли двигатель в правильном направлении?

Система управления полетом мульти-роторного дрона требует, чтобы каждый двигатель вращался в определенном направлении, например:

Номер мотора	Направление вращения
M1	По часовой стрелке (CW)
M2	Против часовой стрелки (CCW)
M3	По часовой стрелке (CW)
M4	Против часовой стрелки (CCW)

Для конкретных номеров и указаний, пожалуйста, обратитесь к Руководству по контроллеру полета или на официальной диаграмме макета двигателя (например, PX4, Betaflight, Ardupilot и другие платформы) .

 

Чтобы проверить правильное направление вращения:

Удалите винт (должен!)

 

После питания медленно поднимайте ускоритель

 

Обратите внимание, соответствует ли направление вращения моторного вала.

 

Как изменить направление вращения двигателя?

Есть два способа достижения корректировки моторной коммутации:

Метод 1: обмениваться любыми двумя линиями моторной фазы

Это самый распространенный и прямой метод:

Обменивайте любые два из трех моторных проводов, подключенных к выходу ESC (например, поменяйте проводами A и B)

 

После восстановления мощности направление вращения двигателя будет полностью изменено вспять

 

Применимо ко всем типам трехфазных бесщеточных двигателей, независимо от настройки программного обеспечения .

 

Способ 2: Настройка через программное обеспечение регулятора скорости (например, BLHeli)

Некоторые регуляторы скорости, поддерживающие программную настройку (например, серии BLHeli_S, BLHeli_32), могут изменять направление вращения двигателя с помощью ПК или мобильного устройства:

1. Подключите регулятор скорости к компьютеру через USB-порт.

 

2. Откройте BLHeliSuite или другое официальное программное обеспечение.

 

3. После считывания настроек регулятора скорости выберите «Normal»/«Reversed» в пункте «Motor Direction».

 

4. Запишите конфигурацию и перезапустите регулятор скорости.

 

Этот способ подходит для ситуаций, когда требуется пакетная настройка параметров или пространство для установки ограничено, а изменение схемы подключения затруднительно.

 

Советы

Система управления полётом требует очень точного направления вращения двигателя. В случае ошибки управление положением самолёта в пространстве не может осуществляться нормально.

 

При использовании программного обеспечения для изменения направления вращения не изменяйте параметры, не связанные со скоростью, защитой напряжения и т. д., чтобы избежать проблем с совместимостью системы управления полётом.

 

Если вы используете двигатель с предустановленным направлением вращения (например, некоторые двигатели с симметричной структурой CW/CCW или VSD), уделите первоочередное внимание согласованию проводки в соответствии с инструкциями.

 

После завершения соединения между ESC и двигателем ** калибровка дроссельной заслонки ESC ** - это шаг ключа, чтобы убедиться, что контроллер полета или выходной сигнал дистанционного управления соответствует входному сигналу ESC .

 

Без калибровки ESC может неправильно идентифицировать диапазон дроссельной заслонки, что приводит к задержке отклика тяги, ограниченной максимальной дроссельной заслонке или даже мертвой зоне .

 

Ниже приведен стандартный процесс калибровки с использованием системы управления сигналом сигнала SWM (общий в традиционном управлении полетом) в качестве примера:

Стандартные шаги для калибровки ESC (в качестве примера, принимая один ESC)

Перед началом работы обязательно снимите винт с двигателя, чтобы предотвратить его резкий запуск и возникновение опасности.

 

1. Отключите питание аккумулятора и регулятора скорости (ESC).

 

2. Включите пульт дистанционного управления и увеличьте обороты двигателя до 100%.

 

3. Подключите аккумулятор и включите регулятор скорости.

Регулятор скорости издаст серию пронзительных звуковых сигналов, указывающих на обнаружение максимального оборота двигателя.

 

4. Не выключая передатчик, нажмите на рычаг газа до упора (0%).

Регулятор скорости издаст подтверждающий сигнал (обычно нарастающий сигнал «бип-бип-бип»), указывающий на завершение калибровки.

 

5. Выключите и перезапустите питание, после чего вы сможете использовать его.

 

Общее описание тонального тона (общее для большинства ESC)

Быстрый звук	значение
Звуковой сигнал, звуковой сигнал, звуковой сигнал (высокий шаг несколько раз)	Успешно введенный калибровочный режим и обнаружил максимальный дроссель
Di-di-di (Rising Tone)	Калибровка успешная, минимальная дроссельная заслонка обнаружена
Непрерывные короткие капли (низкая частота)	Сигнал дроссельной заслонки не распознается или ESC не получает управляющего сигнала
Капельная капля (постоянный ритм)	Напряжение аккумулятора слишком низкое/высокое, входит в режим защиты

 

Дополнительные инструкции (калибровка с несколькими эскарами)

Если вы хотите калибровать несколько ESC одновременно (например, квадрокоптеры или гексакоптеры):

Используйте контроллер полета для равномерно выходных сигналов ШИМ из четырех каналов;

 

Или используйте PDB + несколько ESC для включения в то же время;

 

Некоторые контроллеры полета поддерживают автоматическую калибровку одной кнопки (например, Betaflight, Pixhawk)

 

После калибровки ESC может линейно привести двигатель, чтобы реагировать на изменения скорости в соответствии с изменениями дроссельной заслонки, достижение более плавного и более точного управления полетом .

 

После подключения регуляторов скорости к двигателям и завершения калибровки перед полётом необходимо проверить ещё несколько важных деталей, чтобы избежать повреждения оборудования, помех сигнала или нестабильного полёта. В этом разделе мы перечислим эти распространённые проблемы и соответствующие рекомендации по их устранению.

 

1. Проблемы совместимости между различными протоколами ESC (SWM против DSHOT)

Протоколы сигнала управления беспилотниками постоянно развиваются, и различные протоколы имеют разные требования для управления полетом и электронного управления скоростью:

Тип протокола	Функции	Рекомендации по совместимости
Шир	Аналоговый сигнал, широко используемый, слегка медленный ответ	Подходит для систем начального уровня и большинства контроллеров полетов, с сильной универсальностью
OneShot125/42	Быстрый вариант ШИМ, подходит для гоночных сцен	Контроллер полета должен поддерживать этот протокол, в противном случае он не будет доступен
DSHOT150/300/600	Цифровой сигнал, более точный и сильный против помех	И контроллер ESC и полета должны поддерживать протокол-воборот, связь не будет работать .

В программном обеспечении отладки управления полетом (например, Betaflight) рекомендуется проверить и установить правильный протокол связи ESC .

 

2. риск неправильной полярности питания ESC

Метод неправильного подключения: соединение красных и черных проводов силовой питания ESC с обратной полярностью приведет к мгновенному сгоранию ESC!

 

Пожалуйста, обратите внимание на следующие детали:

Красный провод подключен к положительной клемме (+) батареи, а черный провод подключен к отрицательному клемме ( -)

 

Сварка для подключения должна быть строго различена в направлении (XT60, интерфейс XT90 и т. Д. .)

 

Если несколько ESC имеют общий источник питания, убедитесь, что линии питания являются ясными и имеют единую полярность .

 

Рекомендуется использовать пробку с питательной оболочкой и запечатать ее в трубке с тепловой термоусадочной трубкой после сварки .

 

3. Предложения по избежанию помех между ESC и контроллером полета

Когда ESC и двигатель будут работать, они будут генерировать высокочастотные электромагнитные помехи, что может повлиять на суждение сигнала управления полетом или точность датчика .

 

Способы избежать включения:

Разделите линию электропередачи и линии сигнала, чтобы избежать перекрестного входа

 

Держите линию сигнала ESC как можно короче и используйте экранированный проволоки (если поддерживается)

 

Интерфейс проводки между контроллером полета и ESC должен быть твердо фиксирован и шокирует .

 

Используйте плату управления полетом с общей конструкцией грунта для улучшения согласованности сигнала

 

4. должен использоваться фильтровать конденсаторы или внешние BEC?

На некоторых мощных платформах БПЛА, чтобы улучшить стабильность системы, вы можете добавить:

 

Фильтр -конденсатор (низкий электролитический конденсатор ESR):

Он используется для поглощения колебаний мощности и защиты контроллера ESC и полета, что особенно необходимо при использовании высокопрочных батарей или нескольких ESC, работающих одновременно .

 

Внешний BEC (Цепь устранения батареи):

Если ESC не имеет регулируемого вывода, или управление полетом требует стабильного источника питания 5 В/9 В, более надежно использовать независимый BEC .

 

Некоторые высокопроизводительные ESC, которые в паре со поддержкой VSD-двигателей, встроенная стабилизация напряжения и защита конденсаторов, но в фактическом использовании рекомендуется выбрать, установить ли дополнительные модули на основе управления полетом и уровня тока .

 

Завершение подключения и калибровки ESC - это только первый шаг в создании стабильной системы полета ., что действительно определяет, что производительность полета по -прежнему остается основной мощностью питания - бесщеточный двигатель .

 

Если вы ищете двигатель дронов с стабильной производительностью, надежным качеством и гибкой установкой, серия двигателей VSD будет вашим идеальным выбором .

 

Почему выбирают мотор беспилотников VSD?

Вся серия совместим с основными протоколами ESC, такими как Blheli _ S / Blheli _32, чтобы обеспечить высокую совместимость и легкую отладку;

 

Охватывает полный диапазон напряжения от легких беспилотников до беспилотников с тяжелой нагрузкой (поддерживает 4s ~ 12S);

 

Высокое соотношение тяги к весу + низкая конструкция вибрации помогает системе управления полетом быть более точной и стабильной;

 

Стандартный интерфейс или индивидуальная косичка является необязательной, быстрой установкой и аккуратной проводкой;

 

Поддержка персонализированных технических услуг: если у вас есть специальные требования (направленность, текущая кривая, тест совместимости), мы можем предоставить профессиональную консультацию и индивидуальную оценку .

 

Быстрый обзор популярных рекомендуемых моделей

модель	Диапазон значений KV	Максимальная мощность	Максимальная тяга	Адаптивная платформа полета
5315 Мотор беспилотников	380 кВ	4257W	9034g	Промышленные беспилотники/нагрузка с несколькими роторами
4720 мотор беспилотников	420 кВ	3037W	7232g	Коммерческая аэрофотоснимка/платформа картирования
3115 Мотор беспилотников	900–1520KV	1617W	4185g	Средняя аэрофотосъемка/разведка беспилотник
2808 Мотор беспилотников	1300–1950 кВ	1623.5W	2910g	Гонки/пересечение многороторов
2306 Дроновой двигатель	1800–2400 кВ	~900W	~1700g	FPV Drone/Micro Drone

 

Мы предоставляем нашим клиентам:

Схема подключения, рекомендации по выбору ESC и отчет о совместимости ESC

 

Образец проверка, руководство по установке и поддержка консультаций по выбору

 

OEM / ODM Настройка службы (значение KV, размер двигателя, длина линии, предустановка рулевого управления и т. Д. .)

 

Неважно, являетесь ли вы разработчиком беспилотников, отраслевым интегратором или техническим покупателем, не стесняйтесь обращаться к техническим деталям, рекомендациям по продукту или пользовательской цитате-наша команда, чтобы помочь.