Nopeudensäädin

Nopeudensäädin on laite, joka on tarkoitettu sähkömoottorin tehon ja pyörimissuunnan säätelyyn. Nopeudensäätimiä käytetään muun muassa radio-ohjatuissa pienoismalleissa.

Toiminta

Elektroninen nopeudensäädin
Elektroninen nopeudensäädin () eli ESC kytkee moottorille menevän sähkövirran nopeasti päälle ja pois useita tuhansia kertoja sekunnissa. Katkomistaajuus on tyypillisesti 1–20 kHz. Moottorille menevän sähkötehon määrä riippuu päällä- ja poisoloaikojen suhteesta, joten nopeudensäädin käyttää pulssinleveysmodulaatiota (PWM). Toimintaperiaate on likimain sama kuin D-luokan vahvistimissa, paitsi että nopeudensäätimessä kytkentätaajuuden poissuodattamiseen ei välttämättä tarvita alipäästösuodinta. Radiotaajuisia häiriöitä suodattava kondensaattori on kuitenkin usein tarpeen.

Mekaaninen nopeudensäädin
Elektronisen nopeudensäätimen vaihtoehto on mekaaninen nopeudensäädin, joka säätelee moottorin tehoa vastuksien avulla. Käytännössä mekaaninen nopeudensäädin on usein potentiometri, jota käännetään servon avulla. Mekaanisen säätimen vastuksissa kuitenkin muodostuu tehohäviöitä, jotka heikentävät säätimen hyötysuhdetta ja hukkaavat osan laitteessa käytettävien akkujen energiasta lämpönä. Vastuksessa hukkaantuva teho voidaan laskea kaavalla . Elektronisessa nopeudensäätimessä hyötysuhde on parempi, koska kytkinkomponentin resistanssi on suurimman osan ajasta lähes nolla tai ääretön, jolloin virta kulkee esteettömästi tai ei ollenkaan.

Harjattoman moottorin nopeudensäädin
Harjattomat moottorit vaativat monimutkaisempaa ohjauselektroniikkaa, sillä niissä ei ole mekaanista kommutaattoria eli virrankäännintä, joka kääntäisi magneettikentän suunnan sopivaksi. Mekaanista nopeudensäädintä ei voi käyttää, sillä harjattomalle moottorille täytyy syöttää useimmiten kolmivaihevirtaa. Toimintaperiaate muistuttaa taajuusmuuttajan käyttöä oikosulkumoottorin ohjauksessa, paitsi pienoismallien moottorit ovat usein valmiiksi magnetoituja. Oikosulkumoottorissa pyörivä osa roottori tulee magneettiseksi vasta, kun staattorin magneettikenttä pyörii eri nopeudella kuin roottori.

Sähkömoottorit