Adını electric speed controllerdan alan Escler,elektirikli Rc araçların yapıtaşıdır.Esc’lerde,”RC Elektirikli Motorların Kalbi Olan ESC Nedir?ESC Çeşitleri Nelerdir?‘ isimli yazımızda bahsettiğimiz gibi Esc’lerin Çalışma Prensibi , elektirikli Motorların kalbidir diyebiliriz.Bu yazımızda esc’lerin çalışma prensibi ve Esc’lerde Bulunan Sensörlerin üzerinde duracağız.
Not:Esc’lerin çalışma prensibini iyi şekilde anlamak için öncellikle Fırçasız Dc motorların yapısını ve temel çalışma prensibini kavramak gerekir.
Fırçasız Dc Motor Nedir?Çalışma Prensibi Nedir?
Fırçasız Dc motorların hareket etmesini sağlayan iki ana parça vardır.
1-)Stator(coils):Dc fırçasız motorun içinde sabit(Hareketsiz) olarak bulunur.Stator’un üzerinde düzenli sarılı bobinler bulunur.Bobinler rotorun dönmesi için manyetik alanı sağlar.Rotor tarafından elde edilen manyetik alan ile stator tarafından elde edilen manyetik alan aynı frekansta döner. Statorun üzerinde bulunan iki zıt bobini tek bir bobin olarak bağlayarak( genelde toplam 6 veya 12 tane bobin vardır ve 3 tane sarılmış bobin vardır(faz)) rotor kutuplarına(+,- kutupları) zıt kutup üretir.Bu iki zıt bağlantı sayesinde,rotoru bir kutup çekecek diğer kutup ise itecektir.Bu itme çekme yöntemi motorun çalışma prensibinin özetidir.
2)-Rotor:Fırçasız DC motorda hareketli kısımdır.Rotor milinin üzerine yerleştirilen mıknatıslı bir yapıya sahiptir.Rotor pozitif ve negatif kutuplardan oluşur.(2 ile kutup 8 arası değişir.)
Bobin sayısı faz sayısını etkilemez.Örnek olarak,12 bobinle bir fırçasız motorunda 3 fazı vardır.
Fırçasız Motorlarda statorda rotoru döndürükeni Rotorun yerini bilinmelidir. Rotorun yerini bilmek için Hall sensörü ya da optik sensör adı verilen veya arka elektromotor kuvvetini (EMF) sensörler kullanılır Fırçasız dc motorda rotor endüktörün içerisine ve dışına yerleştirilir.
Esc’lerin Çalışma Prensibi Nedir?
Esc yani electric speed controller( Elektronik Hız Kontrol Cihazı) Statora elektirik göndererek bobinler ile rotorda sabit mıklatıslarda bulunan kutuplar arasında manyetik alanın oluşması için altı manyetik koldan uygun iki kol mosfetler ile etkinleştirerek motorun hızını kontrol edilmesini sağlar. İşte bu olay kısaca esc’lerin çalışma prensibi olarak adlandırılır.
Mosfet Nedir?
Altı bobinli bir statorda İki zıt bobini tek bobin olarak birbirine bağlayıp üç faz elde edildiğini söylemiştik.Her faza sırasıyla A,B,C isimlerini verilim Kısaca fırçasız motorlardan üç tana kablo(faz) çıkar.Bu fazlar yıldız bağlantısı ile birbirine bağlanır. Mosfet,güç kaynağı ile motordaki fazlar arasında bir anahtar görevi yapar.Esc’nin içinde bulunun mosfetler motora giden güzü kontrol eder.
Yukarıda gördüğümüz üzere Motorun A,B,C fazlarının +,- ve kapılı değerleri vardır.Her aralıkta pozitif akım içeren bir faz(B), negatif akım içeren bir faz ve üçüncü fazın kapalı olduğunu fark edebiliriz Kısaca her zaman 3 fazdan 2si aktifdir. Bu olay aşağıdaki animasyonda özetlenmiştir ve bize escde bulunan altı manyetik(Q1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6) bağlantıların mosfet(anahtar) aracılığı ile iki kol etkinleştirilir.Bu sayede motorda 4 farklı kutup elde edilmiş olur ve motorun hareket edilmesi sağlanır.
Motorun Dönebilmesi İçin Anahatarlar Ne Zaman Etkileşim Yapar?
Önceden bahsettiğimiz gibi hall effect veya emf sensörü ile motorun konumu bilinir ve ona A,B,C fazlarının bağlı olduğu manyetik bağlantılar mosfet aracılığı ile iki tanesi açılır.
Hall Effect Sensörü ile Esc arasındaki İlişki Nedir?
Sensör,manyetik kutup için HIGH veya karşı kutup için LOW kodu oluşturur.Bu sayede ESC bir sonraki komütasyon dizisinin veya aralığının ne zaman etkinleştirileceğini görür.
Hall sensörleri birbirine eşit 120 ve 60 derecelik açılarla yerleştirilir.
Arka elektromotor Kuvvetini (EMF) ile Esc arasındaki İlişki Nedir?
Rotor bobinden geçtiğinde bir bobinde bir akım oluşur ve bobinde bir voltaj düşümü meydana gelecektir. ESC bu voltaj düşüşlerini yakalar ve bunlara bağlı olarak bir sonraki aralığı öngörür ve hesaplar.Hall effect sensörünün tam zıtdı çalışırlar.
