يعد جهاز التحكم الإلكتروني في السرعة (ESC) مكونًا أساسيًا في الأنظمة التي تستخدم محركات التيار المستمر بدون فرشاة (BLDC)، ومع ذلك، قد تواجه أجهزة التحكم الإلكتروني في السرعة مشكلات قد تؤثر على الأداء أو تتسبب في فشل المحرك في العمل تمامًا. يمكن توفير الوقت وضمان أفضل أداء لنظامك من خلال تعلم كيفية استكشاف أخطاء جهاز التحكم الإلكتروني في السرعة وإصلاحها.

نظرة عامة على ESC ووظيفتها

يجب فهم وظيفة وحدة التحكم الإلكتروني في السرعة في نظام محرك BLDC قبل البدء في استكشاف الأخطاء وإصلاحها. وحدة التحكم الإلكتروني في السرعة هي جهاز إلكتروني يتحكم في سرعة المحرك من خلال تنظيم كمية الطاقة الكهربائية الموردة. كما أنها تدير توقيت مراحل المحرك، مما يضمن تحرك الدوار بسلاسة وكفاءة.

في الإعداد النموذجي:

• تستقبل وحدة التحكم الإلكتروني في السرعة إشارات الإدخال من وحدة التحكم في الطيران (في الطائرات بدون طيار) أو دواسة الوقود (في المركبات الكهربائية).
• وتقوم بمعالجة هذه الإشارات وضبط الطاقة المرسلة إلى المحرك عن طريق تغيير الجهد والتيار.
• وتتم معالجة التبديل (التبديل بين مراحل المحرك) إلكترونيًا بواسطة وحدة التحكم الإلكتروني في السرعة في حالة المحركات عديمة الفرشاة، مما يحسن الكفاءة ويقلل من التآكل.

عندما يحدث خلل في وحدة التحكم الإلكتروني في السرعة، فقد يؤدي ذلك إلى منع المحرك من البدء، أو التسبب في سلوك غير منتظم للمحرك، أو التسبب في فقدان الطاقة، مما يجعل استكشاف الأخطاء وإصلاحها مهارة أساسية.

مشكلات ESC الشائعة وخطوات استكشاف الأخطاء وإصلاحها

فيما يلي تفصيل للمشكلات الأكثر شيوعًا التي قد تواجهها مع وحدة التحكم الإلكتروني في السرعة للمحركات DC عديمة الفرشاة وخطوات استكشاف الأخطاء وإصلاحها المقابلة لحلها.

ESC لا يعمل

من أكثر المشاكل الأساسية التي قد تواجهها هي عدم تشغيل وحدة التحكم الإلكترونية في السرعة أو فشلها في التهيئة. قد تتجلى هذه المشكلة في عدم استجابة المحرك أو غياب أصوات التنبيه المعتادة عند بدء التشغيل.

خطوات استكشاف الأخطاء وإصلاحها:

• التحقق من جهد البطارية: تأكد من أن البطارية بها الجهد المناسب وأنها مشحونة بالكامل. تتمتع وحدات التحكم الإلكترونية بالسرعة بنطاق جهد محدد (على سبيل المثال، 3S، 4S، إلخ)، وقد يؤدي توفير جهد خارج هذا النطاق إلى منع وحدة التحكم الإلكترونية بالسرعة من التشغيل.
• فحص توصيلات الطاقة: تأكد من أن جميع توصيلات الطاقة بين وحدة التحكم الإلكتروني في السرعة والبطارية والمحرك آمنة وخالية من التلف. قد تنشأ مشاكل توصيل الكهرباء بسبب التوصيلات المتهالكة أو المتآكلة.
• تحقق من مفتاح الطاقة الخاص بوحدة التحكم في السرعة (إن وجد): تأتي بعض وحدات التحكم في السرعة مزودة بمفتاح طاقة. تأكد من ضبط المفتاح على وضع “التشغيل”.
• اختبار موصل البطارية: في بعض الأحيان، قد يكون موصل البطارية معيبًا. للتأكد من وصول الجهد الصحيح إلى وحدة التحكم الإلكتروني في السرعة عبر الموصل، استخدم مقياسًا متعددًا.

المحرك يتلعثم أو لا يدور

إذا فشل المحرك الخالي من الفرشاة في الدوران أو كان يتلعثم فقط دون البدء بشكل كامل، فقد يكون سبب ذلك هو فشل وحدة التحكم الإلكترونية في توصيل الطاقة بشكل صحيح أو صعوبة في تفسير الإشارة.

خطوات استكشاف الأخطاء وإصلاحها:

• فحص توصيلات المحرك: تأكد من توصيل الأسلاك الثلاثة التي تربط وحدة التحكم الإلكتروني في السرعات بالمحرك بإحكام. إذا انفصل أحد أسلاك المحرك أو تم توصيله بشكل غير محكم، فقد يتلعثم المحرك أو يفشل في البدء.
• فحص الأسلاك التالفة: افحص أسلاك المحرك بحثًا عن أي تلف أو قطع أو أقسام مكشوفة. يمكن أن يتسبب السلك التالف في توصيل الطاقة بشكل متقطع، مما يؤدي إلى حدوث تلعثم أو سلوك غير منتظم للمحرك.
• إعادة معايرة وحدة التحكم في الثبات الإلكتروني: في كثير من الأحيان، يلزم إعادة معايرة وحدة التحكم في الثبات الإلكتروني لتفسير إشارات الخانق بشكل صحيح. لإعادة المعايرة، اتبع الخطوات التالية:

1. قم بتشغيل وحدة التحكم الإلكتروني في الثبات واضبط دواسة الوقود على الحد الأقصى.
2. قم بإيقاف تشغيل وحدة التحكم الإلكتروني في الثبات ثم أعد تشغيلها مع الحفاظ على دواسة الوقود عند الحد الأقصى.
3. قم بخفض دواسة الوقود تدريجيًا إلى الحد الأدنى.
4. قم بإيقاف تشغيل وحدة التحكم الإلكتروني في الثبات ثم أعد تشغيلها. يجب أن يؤدي هذا إلى إعادة معايرة نطاق دواسة الوقود وحل مشكلات تلعثم المحرك.

فحص توصيل سلك الإشارة: تأكد من توصيل سلك الإشارة من وحدة التحكم في الثبات الإلكتروني إلى جهاز الاستقبال أو وحدة التحكم في الطيران بشكل صحيح. يمكن أن يمنع سلك الإشارة الفضفاض أو التالف وحدة التحكم في الثبات الإلكتروني من تلقي الأوامر، مما يتسبب في تعطل المحرك أو عدم دورانه.

ارتفاع درجة حرارة ESC

ارتفاع درجة الحرارة مشكلة شائعة، خاصة في التطبيقات عالية الأداء مثل الطائرات بدون طيار والمركبات الكهربائية. إذا ارتفعت درجة حرارة وحدة التحكم الإلكترونية في السرعة بشكل مفرط، فقد يؤدي ذلك إلى تشغيل الحماية الحرارية، مما يتسبب في توقف المحرك أو إبطائه.

خطوات استكشاف الأخطاء وإصلاحها:

• التحقق من التبريد الكافي: تأكد من وجود تدفق هواء كافٍ فوق وحدة التحكم الإلكتروني في السرعات لتبديد الحرارة. تكون وحدات التحكم الإلكتروني في السرعات المثبتة في مناطق مغلقة أو سيئة التهوية أكثر عرضة لارتفاع درجة الحرارة. فكر في إضافة مراوح تبريد أو نقل وحدة التحكم الإلكتروني في السرعات إلى مكان أفضل تهوية.
• التحقق من صحة اقتران المحرك بوحدة التحكم الإلكتروني في السرعة: قد يؤدي استخدام وحدة تحكم إلكتروني في السرعة غير مصممة لتلبية متطلبات طاقة المحرك إلى ارتفاع درجة الحرارة. تأكد من أن التيار المقدر لوحدة التحكم الإلكتروني في السرعة (مقاسًا بالأمبير) يطابق متطلبات المحرك. على سبيل المثال، إذا كان محركك يستهلك 40 أمبير عند التشغيل الكامل، فيجب أن تكون وحدة التحكم الإلكتروني في السرعة مصممة لتحمل 50 أمبير على الأقل للتعامل مع الذروات دون ارتفاع درجة الحرارة.
• تقليل الحمل أو حجم المروحة: يمكن أن يحدث ارتفاع درجة الحرارة إذا تم دفع المحرك بقوة شديدة، مثل عند استخدام مراوح كبيرة جدًا أو عدوانية جدًا للنظام. لتقليل الضغط على المحرك وESC، ضع في اعتبارك تقليل حجم المروحة أو زاوية شفرتها.
• استخدم وحدة تحكم في السرعة ذات تصنيف تيار أعلى: إذا كانت وحدة تحكم في السرعة الخاصة بك تسخن باستمرار على الرغم من كل جهود استكشاف الأخطاء وإصلاحها، فقد تحتاج إلى الترقية إلى وحدة تحكم في السرعة ذات تصنيف تيار أعلى لمنع التحميل الزائد.

إعادة تشغيل ESC أثناء الطيران أو أثناء التشغيل

إذا تم إعادة تشغيل وحدة التحكم الإلكتروني في السرعة (ESC) أو قطعها أثناء التشغيل، فقد يؤدي ذلك إلى سلوك غير منتظم للمحرك، مما يتسبب في فقدان الطائرة بدون طيار أو المركبة للطاقة أو تعطلها.

خطوات استكشاف الأخطاء وإصلاحها:

• فحص جهد البطارية: تأكد من عدم انخفاض جهد البطارية. إذا انخفض جهد البطارية إلى ما دون حد معين، فقد يقطع ESC الطاقة لحماية النظام. استبدل البطارية أو أعد شحنها حسب الضرورة.
• التحقق من تداخل الإشارة: في الطائرات بدون طيار والمركبات التي يتم التحكم فيها عن بعد، قد يتسبب تداخل الإشارة بين وحدة التحكم الإلكتروني في الثبات وجهاز الاستقبال في فقدان وحدة التحكم الإلكتروني في الثبات للاتصال مؤقتًا. تأكد من أن جميع أسلاك الإشارة محمية جيدًا وخالية من التداخل من المكونات الإلكترونية الأخرى.
• فحص توزيع الطاقة: تأكد من أن لوحة توزيع الطاقة أو حزمة الأسلاك لا تفرط في تحميل وحدة التحكم الإلكتروني في السرعات عن طريق تقسيم الطاقة إلى مكونات متعددة في وقت واحد. إذا لزم الأمر، قم بترقية نظام توزيع الطاقة للتعامل مع الحمل دون التأثير على أداء وحدة التحكم الإلكتروني في السرعات.
• الترقية إلى BEC (دائرة إزالة البطارية): إذا كانت وحدة التحكم الإلكتروني في السرعة الخاصة بك تُعاد تشغيلها بشكل متكرر، ففكر في الترقية إلى BEC خارجي، والذي يوفر طاقة ثابتة لجهاز الاستقبال أو وحدة التحكم في الطيران ويقلل الحمل على وحدة التحكم الإلكتروني في السرعة.

صوت صفير ESC بدون استجابة المحرك

تم تصميم وحدات التحكم الإلكترونية في السرعة (ESCs) لتوصيل الحالة من خلال أصوات صفير. إذا كانت وحدة التحكم الإلكترونية في السرعة (ESCs) الخاصة بك تصدر أصوات صفير بشكل مستمر ولم يستجيب المحرك، فقد يشير ذلك إلى وجود مشكلة في التكوين أو الاتصال.

خطوات استكشاف الأخطاء وإصلاحها:

• التعرف على رموز الصفير: تستخدم العديد من الشركات المصنعة لوحدة التحكم الإلكتروني في الثبات رموز الصفير للإشارة إلى مشاكل معينة. راجع دليل وحدة التحكم الإلكتروني في الثبات لفك شفرة تسلسل الصفير وتحديد سبب المشكلة (على سبيل المثال، خطأ في نطاق دواسة الوقود، أو عدم توصيل المحرك، أو انخفاض جهد البطارية).
• التحقق من معايرة الخانق: إذا أصدرت وحدة التحكم في الثبات الإلكتروني صوت صفير ولكن المحرك لا يدور، فقم بإعادة معايرة نطاق الخانق كما هو موضح سابقًا. سيضمن هذا أن وحدة التحكم في الثبات الإلكتروني تفسر إشارة الخانق بشكل صحيح.
• فحص تكوين وحدة التحكم في الطيران: إذا كانت وحدة التحكم في الطيران متصلة بوحدة تحكم في الطيران، فتأكد من تكوين إعدادات وحدة التحكم في الطيران بشكل صحيح، خاصة إذا كنت تستخدم برنامج تحكم طيران متقدم مثل Betaflight أو iNav. يمكن أن يؤدي ضبط نطاق الخانق بشكل غير صحيح أو بروتوكول المحرك غير الصحيح إلى منع وحدة التحكم في الطيران من العمل.

التدابير الوقائية لتجنب مشاكل ESC

على الرغم من أن استكشاف الأخطاء وإصلاحها أمر ضروري، فإن اتخاذ التدابير الوقائية يمكن أن يقلل من خطر فشل وحدة التحكم في الثبات أو عطلها في المقام الأول. للحفاظ على تشغيل وحدة التحكم في الثبات في أفضل حالاتها، اتبع الممارسات الموصى بها التالية:

• الحجم المناسب: اختر دائمًا وحدة تحكم إلكترونية للسرعة ذات تصنيف تيار أعلى مما يتطلبه المحرك للتعامل مع ارتفاعات الطاقة المفاجئة دون ارتفاع درجة الحرارة. تعتبر وحدة التحكم الإلكترونية للسرعة ذات التصنيف 20% إلى 30% أعلى من الحد الأقصى لسحب التيار للمحرك قاعدة أساسية جيدة.
• التهوية الكافية: تأكد من تهوية وحدة التحكم الإلكترونية الخاصة بك جيدًا لمنع ارتفاع درجة حرارتها. ضع في اعتبارك استخدام وحدة تحكم إلكترونية مزودة بمكونات تبريد مدمجة، مثل المراوح أو مشعات الحرارة، في التطبيقات عالية الأداء.
• الصيانة الدورية: افحص وحافظ على جميع التوصيلات بانتظام لمنع الأسلاك المفكوكة، وخاصة بعد الاصطدامات أو الهبوط العنيف. تأكد من أن أسلاك المحرك وموصلات الطاقة وأسلاك الإشارة آمنة وخالية من التآكل.
• استخدم مكونات عالية الجودة: استثمر في وحدات تحكم إلكترونية عالية الجودة من مصنعين ذوي سمعة طيبة. من المرجح أن تفشل وحدات التحكم الإلكترونية الرخيصة أو المصنعة بشكل رديء أو لا تعمل بشكل جيد، مما يؤدي إلى تلف المحرك أو المكونات الأخرى.
• مراقبة درجة الحرارة والحمل: إذا كان ذلك ممكنًا، استخدم أنظمة القياس عن بعد التي تسمح لك بمراقبة درجة حرارة وحدة التحكم الإلكترونية وسحب التيار في الوقت الفعلي. يمكن أن يساعدك هذا في تحديد أي مشكلات قبل أن تصبح ضارة، مثل التحميل الزائد أو ارتفاع درجة الحرارة.

ملخص

قد يكون استكشاف مشكلات ESC للمحركات DC عديمة الفرشاة أمرًا صعبًا، ولكنه ضروري لضمان تشغيل نظامك بسلاسة وموثوقية.

من خلال اتباع خطوات استكشاف الأخطاء وإصلاحها الموضحة في هذا الدليل واتخاذ التدابير الوقائية، يمكنك إطالة عمر وحدة التحكم الإلكتروني في الثبات (ESC) لديك، وتحسين أداء المحرك، وتجنب الإصلاحات المكلفة أو التوقف عن العمل.