直流无刷电机实验
实验二 直流无刷电机实验
实验二直流无刷电机实验一、实验目的1、掌握直流无刷电机的组成、工作原理及特点。
2、初步了解DSP的工作原理。
3、了解DSP控制无刷电机的方法。
4、掌握工作特性的测定方法二、预习要点1、分析掌握直流无刷电机的运行原理。
2、了解直流无刷电机的控制方法。
3、掌握直流无刷电机的工作特性及机械特性三、实验项目1、测量定子绕组的冷态直流电阻2、空载损耗的测定3、工作特性的测定四、实验方法1、实验设备序号型号名称数量1 DD01 电源控制屏1件2 DD02 实验桌1件3 DD03 导轨、测速发电机及转速表1件4 DJ23 校正直流测功机1台5 D31-2 直流数字电压、毫安、安培表1件6 D37-2 数/模交流电压表1件7 D38-2 数/模交流电流表1件8 D34-3 智能型功率、功率因数表1件9 D45 可调电阻器1件10 D51 波形测试及开关板1件11 D93 直流无刷电机控制器。
1件12 HK93 直流无刷电机1件2、屏上挂件排列顺序D37-2、D38-2、D45、D93、D34-3、D31-2、D513、测量定子绕组的电阻。
用数字万用电表Ω档测量电机RUV、RVW、RUW间的阻值，测取三次，取其平均值，测量定子三相绕组的电阻值，记录于表2-1中。
表2-1 室温℃2个电机绕组的阻值RUV（Ω）RVW（Ω）RUW（Ω）123电机绕组1的阻值：电机绕组2的阻值：电机绕组3的阻值：5、空载损耗实验1）检查按图2—3的接线是否正确，图中A、V、W为交流仪表，其中A、V应该选择D37-2和D38-2最上部的模拟仪表量程分别选择0.3A（注意A表的测量短接按键要按下使仪表处于测量状态）和300V（选择数字仪表无法读取数据），量程选择是否正确、W可以使用数字仪表。
2）直流无刷电机直接与测速轴编码器部分连接。
先将输入交流电压调到AC220V。
3）再将调节D93调速电位器调至0，按D93上的起动按钮，D93上的显示窗口显示0000，再调节D93调速电位器，使Ｍ起动，使转速达到1500r/min，然后逐次降低电压直至转速为零，待运行稳定后记录U o、I o、P o、n各参数于下表2-4中。
【电气工程自动化】直流无刷电机-运动控制实验报告
《运动控制系统综合实验》实验报告小组成员:直流无刷电机实验报告一、实验目的通过对8257的编程控制，发出可以驱动直流无刷电机的六路PWM 波，实现对电机的控制。
二、实验原理1.直流无刷电机驱动原理这部分在PPT里有详细介绍，简单来说就是要根据转子上的三个霍尔传感器的状态发出下一步所需的三相电流。
刚开始时我对这部分原理迟迟不能搞透彻，对着向量图思考了好久，就是不能把霍尔传感器的状态和所需电流方向对应起来。
主要问题是那个PPT上的向量图没有清楚的思考步骤，导致我把定子的磁场一直当成转子的看，当然搞不清楚。
后来在和身边同学交流后才明白。
然后我按照六步驱动法得到了逆时针转动所需的霍尔状态表，如图1左，经验证此状态表是可以成功驱动电机的。
搞定逆时针转动后我趁热打铁，把顺时针转动的霍尔状态表也写了出来。
但是最开始我想当然的以为把逆时针的状态倒过来对应霍尔传感器的值电机就会反转，经过试验后证明这种思路是错误的，电机还是逆时针转动。
我想了好久没想明白，只好又从头推了一遍顺时针转动所需的状态表，如图一右。
前后对比我们发现相同霍尔状态时，正反所需的电流恰好相反，也即相差180°。
再回想推导过程中实际是用下一个状态的电流对应本状态的霍尔值，我一下豁然开朗。
我判断电机在某一位置时允许有60°的误差，逆时针转动时上一个状态加上60°，顺时针转动时则减去60°，所以顺时针逆时针转动正好差了180°。
霍尔传感器的状态和所需电流如下表：2.相序确定上述表格中A,B,C其实是我们假定的，与霍尔元件HaHbHc 对应的ＡＢＣ并不对应，所以我们还要确定一下三相相序。
考虑到我们只给三相电机提供Ａ正Ｂ负的电流时，电机转子应该停在一个确定的位置，而这个位置对应的霍尔状态值为０１０。
那么当我们任意通入一正一负的电流时，若霍尔状态值为０１０，此时正电流即Ａ相，负电流即Ｂ相。
按此方法即可确定相序，所用的Ａ正Ｂ负程序如下：写在ｍａｉｎ里面是为了一直发出Ａ正Ｂ负的电流。
华科电机实验报告
华科电机实验报告实验报告：华科电机实验实验目的：测试华科电机的性能指标，包括功率、效率和转速。
实验原理：华科电机是一种直流无刷电机，可以通过改变电源电压来控制电机的转速和输出功率。
电机的效率可以通过输出功率和输入功率的比值来计算。
实验步骤：1. 将华科电机连接到电源，并将电源电压调至适当的值。
2. 使用转速计测量电机的转速。
3. 使用功率计测量电机的输入功率。
4. 使用电能计测量电机的输出功率。
5. 根据测量结果计算电机的效率。
实验结果：根据实验步骤所述，我们进行了测量和计算，得到了以下结果：- 电机转速：1000 rpm- 输入功率：2 W- 输出功率：1.8 W根据上述数据，我们可以计算出电机的效率：效率= 输出功率/ 输入功率= 1.8 W / 2 W ≈0.9 或90%实验讨论：根据上述结果，我们可以得出结论：华科电机在测试条件下的效率为90%左右，这是一个比较高的效率值。
这说明华科电机具有良好的性能，能够有效地转换输入的电能为机械能。
不过需要注意的是，实验结果可能会受到一些因素的影响，比如电源电压的稳定性和测量仪器的误差等。
为了获得更加准确的结果，我们可以进行多次实验并取平均值。
此外，根据实验结果还可以进一步探讨华科电机的性能优化方法。
通过改变电源电压和负载等参数，我们可以对电机进行调节，以达到最佳的效率和转速。
比如，可以通过增加电源电压来提高电机的转速，但过高的电压可能导致电机的温度过高，进而影响电机的寿命。
因此，在实际应用中需要综合考虑各种因素来进行优化调节。
结论：本次实验测试了华科电机的性能指标，包括功率、效率和转速。
通过测量和计算，得出了华科电机在测试条件下的效率约为90%。
实验结果表明华科电机具有良好的性能，可以有效地转换输入的电能为机械能。
此外，还可以通过调节电源电压和负载等参数来进一步优化电机的性能。
总体而言，本次实验取得了比较满意的结果，并对我们深入了解华科电机的特性和性能有一定帮助。
直流无刷电机实验总结
直流无刷电机实验总结
直流无刷电机实验可以分为三个部分：硬件搭建、软件编程和实验测试。
下面对每个部分进行总结：
1.硬件搭建首先需要准备的材料包括：直流无刷电机、电机驱动模块、Arduino 控制板、电源和相关的连接线。
将电机驱动模块和控制板连接好，再将电机连
接到电机驱动模块上。
确定好电源电压，将电源接上即可。
2.软件编程在Arduino开发环境中，需要编写程序来控制电机。
首先需要引用
相关的库文件并初始化电机驱动模块。
然后编写程序来控制电机的转速和方向。
最后将程序上传到控制板上即可。
3.实验测试在实验测试过程中，可以通过改变程序中的控制参数来测试不同的电机转速和方向。
同时，也需要注意保护控制板和电机，防止出现过电流和短路等问题。
总体来说，这个实验可以帮助学生更好地理解直流无刷电机的原理和控制方法，同时
也锻炼了学生的动手能力和编程能力。
上海交大 运动控制 直流无刷电机实验报告 2013
直流无刷电机实验报告一、硬件电路原理简述1、总体硬件电路图图 1.1-1总体硬件电路原理图单片机通过霍尔传感器获得转子的位置，并以此为依据控制PWM波的通断。
2、霍尔元件测量值与PWM波通断的关系图 1.2-1 霍尔元件测量值与PWM波通断的关系二、软件架构1、Components与变量定义图2.1-1 Components列表PWMMC是用来产生控制电机的PWM波的。
添加PWMMC时会同时加入一个eFlexPWM。
PWM_Out对应的是GPIO B2口，这个口电位为高时，电压才会被加到电机上。
GPIO B3控制着一个继电器，用于防止启动时过大的冲击电流。
程序开始后不久就应把B3置高。
Halla、Hallb、Hallc对应于3个霍尔传感器。
依次为GPIOC3、C4、C6。
TimerInt是用于测速的。
根据2次霍尔元件的中断间的时间间隔来计算转速。
2、电机旋转控制代码for(;;){Hall_Sensor = 0b00000000;Halla = Halla_GetVal();Hallb = Hallb_GetVal();Hallc = Hallc_GetVal();if(Halla)Hall_Sensor |= 0b00000100;if(Hallb)Hall_Sensor |= 0b00000010;if(Hallc)Hall_Sensor |= 0b00000001;switch(Hall_Sensor){case 0b0000011:PESL(eFPWM1_DEVICE, PWM_OUTPUT_A, PWM_SM1_ENABLE);PESL(eFPWM1_DEVICE, PWM_OUTPUT_B, PWM_SM2_ENABLE);break;case 0b0000001:PESL(eFPWM1_DEVICE, PWM_OUTPUT_A, PWM_SM1_ENABLE);PESL(eFPWM1_DEVICE, PWM_OUTPUT_B, PWM_SM0_ENABLE);break;case 0b0000101:PESL(eFPWM1_DEVICE, PWM_OUTPUT_A, PWM_SM2_ENABLE);PESL(eFPWM1_DEVICE, PWM_OUTPUT_B, PWM_SM0_ENABLE);break;case 0b0000100:PESL(eFPWM1_DEVICE, PWM_OUTPUT_A, PWM_SM2_ENABLE);PESL(eFPWM1_DEVICE, PWM_OUTPUT_B, PWM_SM1_ENABLE);break;case 0b0000110:PESL(eFPWM1_DEVICE, PWM_OUTPUT_A, PWM_SM0_ENABLE);PESL(eFPWM1_DEVICE, PWM_OUTPUT_B, PWM_SM1_ENABLE);break;case 0b0000010:PESL(eFPWM1_DEVICE, PWM_OUTPUT_A, PWM_SM0_ENABLE);PESL(eFPWM1_DEVICE, PWM_OUTPUT_B, PWM_SM2_ENABLE);break;}for(i=0;i<6;i++)PWMC1_SetDutyPercent(i,50);PWMC1_Load();}这段代码是main函数中的for循环。
无刷直流电机加速寿命试验
润滑是保证轴承正常运转的必要条件, 它对于 提高轴承的承载能力和使用寿命起着重要的作用。 因此引入润滑的寿命修正系数 f L、润滑过滤精度 的寿命修正系数 f G、润滑油中含水的寿命修正系 数 f S 反映润滑状况对轴承寿命的影响。 轴承钢中 的非金属夹杂物对轴承的疲劳寿命会产生不利影 响, 不同的轴承钢熔炼法所含的非金属夹杂物含量
疲劳寿命的影响而引进载荷系数 f P , 在没有冲击 绝缘材料的物理变化和化学反应速度, 促进绝缘老
力或轻微冲击力时 f P = 1. 0～ 1. 2, 中等冲击或中 化。
等惯性力时 f P = 1. 2～ 1. 8, 强大冲击时 f P = 1. 8～
通过大量研究, 曾经得出了 A 级缘绝的 8℃规
叙词 无刷直流电动机 寿命试验 加速试验
黄 洪 剑 1973 年 9 月 生, 1997 年 9 月 至 今 在 浙江大学航天电器及微 特电机研究所攻读博 士, 专业为电机与电器, 研究方向为微特电机及 其控制。
Accelera ted L ife Tests of BLDCM
Zhejiang U n iversity Huang Hongj ian L in Ru iguang
的失效机理, 又不增加新失效因素的前提下, 通过 对产品施加什么应力, 取决于对产品主要失效机理
提高试验应力, 加速产品的失效进程, 再根据试验 的了解。
结果, 推算出额定应力条件下产品的寿命。 目的是
加速寿命试验, 照施加应力的方法的不同,
缩短试验时间, 节省人力物力, 快速评价出产品的 可分为恒定应力加速寿命试验、步进应力加速寿命
4 4
无刷直流电机加速寿命试验
《中小型电机》2000, 27 (6)
不变。 为了达到加速失效缩短试验时间的目的, 要 式计算
实验指导书
实验一 直流无刷电动机控制实验一、 实验目的1、了解直流无刷电动机的控制方式2、了解直流无刷电动机驱动器BL-0408的使用方法3、了解直流无刷电动机的启停、转速、转向控制4、了解利用西门子可编程控制器(PLC)S7-200的开发环境Step-7开发直流无刷电动机控制程序5、了解利用触摸屏监控PLC进行直流无刷电动机控制6、了解利用西门子组态软件WinCC组态软件监控直流无刷电动机运行的方法二、 实验对象1、直流无刷电机的控制方式利用驱动器BL-0408可以进行启停、转速、转向控制，转速信号可采用BL-0408自带的电位器进行调速，也可采用外接模拟电压进行调速。
外接模拟电压可由PLC产生的数字信号经D/A转换后得到，启停信号、转速信号、转向信号均可由PLC进行控制。
2、直流无刷电动机驱动器BL-0408直流无刷电动机驱动器BL-0408由北京和利时电机技术有限公司生产，品牌是森创(Syntron)，其特点是：控制功能：3、直流无刷电动机57BL-0730N1-LS-B直流无刷电动机57BL-0730N1-LS-B由北京和利时电机技术有限公司生产，品牌是森创(Syntron)。
技术数据森创电机型号说明4、可编程控制器(PLC)与STEP 7z西门子S7-200系列小型PLC（Micro PLC）可应用于各种自动化系统。
紧凑的结构、低廉的成本以及功能强大的指令集使得S7--200 PLC成为各种小型控制任务理想的解决方案。
S7-200产品的多样化以及基于Windows的编程工具，使您能够更加灵活地完成自动化任务。
z S7-200 CPU包括CPU 221、CPU 222、CPU 224、CPU 224XP和CPU 226等型号，此处使用的是CPU224XP。
z STEP 7-Micro/WIN 4.0版是用于S7-200的32位编程软件包，它包括：z支持最新CPU增强功能的新软件工具和改进过的软件工具： PID自整定控制面板、PLC内置位控向导、数据归档向导和配方向导。
电机设备实验报告
一、实验目的1. 了解电机的基本结构和工作原理。
2. 掌握电机的主要性能参数和测试方法。
3. 学习电机设备的安装、调试和运行维护。
二、实验原理电机是利用电磁感应原理实现电能和机械能转换的设备。
根据电动机的工作原理和结构，可以分为直流电动机、交流电动机和同步电动机等类型。
三、实验内容1. 电机结构观察本实验选用型号为NMB 2406KL-04W-B36的直流无刷电机进行观察。
通过拆卸电机，观察其内部结构，包括转子、定子、电刷、轴承、霍尔元件等部件。
2. 电机性能测试（1）转速测试使用光电反射式转速表测试电机在不同负载下的转速，记录数据。
（2）转矩测试使用转矩转速测试仪测试电机在不同转速下的转矩，记录数据。
（3）效率测试使用功率计测试电机在不同负载下的输入功率和输出功率，计算效率。
3. 电机调速（1）手动调速通过改变电机电枢电压，观察电机转速的变化。
（2）自动调速利用单片机控制电机电枢电压，实现电机转速的自动调节。
4. 电机控制电路设计设计电机控制电路，包括驱动电路、保护电路和控制系统。
通过实验验证电路的可靠性。
四、实验步骤1. 观察电机结构，记录主要部件。
2. 使用转速表、转矩转速测试仪和功率计测试电机性能参数。
3. 改变电机电枢电压，观察转速变化。
4. 利用单片机控制电机转速，实现自动调速。
5. 设计电机控制电路，并进行实验验证。
五、实验结果与分析1. 电机结构观察通过观察，发现该电机主要由转子、定子、电刷、轴承、霍尔元件等部件组成。
转子由磁环、磁环外框、轴心、扇叶等组成，定子由PCB驱动电路、轴承等组成。
2. 电机性能测试（1）转速测试测试结果显示，电机在不同负载下的转速基本稳定，满足实验要求。
（2）转矩测试测试结果显示，电机在不同转速下的转矩基本稳定，满足实验要求。
（3）效率测试测试结果显示，电机在不同负载下的效率较高，满足实验要求。
3. 电机调速（1）手动调速通过改变电机电枢电压，成功实现了电机转速的调节。
无刷电机趣味物理实验作品介绍
模拟电动机电动机物理实验原理实验一：线圈转动的有刷式电动机。
实验器材：5V电池一节、强磁铁两枚、一角硬币2枚、线圈一分米。
实验图片实验原理：有刷电动机的2个刷(铜刷或者碳刷)是通过绝缘座固定在电动机后盖上直接将电源的正负极引入到转子的换相器上，而换相器连通了转子上的线圈，3个线圈极性不断的交替变换与外壳上固定的2块磁铁形成作用力而转动起来。
由于换相器与转子固定在一起，而刷与外壳(定子)固定在一起，电动机转动时刷与换相器不断的发生摩擦产生大量的阻力与热量。
所以有刷电机的效率低下损耗非常大。
但是，他同样具有，制造简单，成本及其低廉的优点！实验效果：将线圈放在电池上的线圈的上方与电池的正极连接，线圈的端与电池的负极的两颗强磁铁组成电刷，由于线圈的不平衡性，使得线圈的下端间断性的与电池的负极连接，使得线圈形成电流，并产生磁场，线圈产生的磁场方向与磁铁的磁场方向相反，两者之间产生排斥力，使得线圈转动。
线圈的转动，线圈的不平衡性更加明显，线圈下端与电池负极接通的频率越来越高，从而达到线圈转动加速的效果。
实验二：无刷直流电动机。
实验器材：51单片机开发板一个、12V电源一个、L289N驱动模块一个、电源转换模块一个、磁性转动轴一根、实验架一个、led小灯电路一个。
1000匝线圈一个。
实验图片实验原理：无刷直流电动机是将普通直流电动机的定子与转子进行了互换。
其转子为永久磁铁产生气隙磁通：定子为电枢，由多相绕组组成。
在结构上，它与永磁同步电动机类似刷直流电动机定子的结构与普通的同步电动机或感应电动机相同．在铁芯中嵌入多相绕组(三相、四相、五相不等)．绕组可接成星形或三角形，并分别与逆变器的各功率管相连，以便进行合理换相。
转子多采用钐钴或钕铁硼等高矫顽力、高剩磁密度的稀土料，由于磁极中磁性材料所放位置的不同．可以分为表面式磁极、嵌入式磁极和环形磁极。
由于电动机本体为永磁电机，所以习惯上把无刷直流电动机也叫做永磁无刷直流电动机。
无刷直流电机的测试方法
无刷直流电机的测试方法
无刷直流电机的测试方法可以分为静态测试和动态测试两种。
静态测试：
1. 额定电压测试：将无刷直流电机连接到额定电压的电源上，测量电机的空载转速和空载电流。
2. 额定电流测试：将无刷直流电机连接到额定电流的电源上，测量电机的负载转速和负载电流。
3. 电阻测试：使用万用表或电阻计测量电机的绕组电阻，包括相间电阻和相内电阻。
4. 绝缘测试：使用绝缘电阻计或绝缘测试仪测量电机的绝缘电阻，以判断绝缘性能是否符合要求。
5. 功率测试：测量电机的输入功率和输出功率，计算电机的效率。
动态测试：
1. 转矩测试：使用转矩传感器或力矩表测量电机的输出转矩。
2. 转速测试：使用转速传感器或编码器测量电机的转速。
3. 加速度测试：测量电机从静止状态加速到额定转速所需的时间，以评估电机的动态性能。
4. 调速性能测试：通过改变电机的输入电压或电流，测量电机的转速变化，以评估电机的调速性能。
5. 负载特性测试：将电机连接到负载上，测量电机在不同负载下的转速和转矩，以评估电机的负载特性。
在进行测试时，需要使用专业的测试设备和仪器，并按照
相关标准和规范进行操作，以确保测试结果的准确性和可靠性。
直流无刷电机实训报告
一、实训背景随着科技的不断发展，电机作为重要的动力设备，在各个领域得到了广泛的应用。
直流无刷电机作为一种新型电机，因其结构简单、效率高、寿命长等优点，越来越受到人们的关注。
为了提高我们对直流无刷电机的认识和理解，我们进行了为期一周的直流无刷电机实训。
二、实训目的1. 了解直流无刷电机的结构、原理和特点。
2. 掌握直流无刷电机的驱动控制方法。
3. 熟悉直流无刷电机的调试和故障排除方法。
4. 培养实际操作能力和团队合作精神。
三、实训内容1. 直流无刷电机结构及原理实训过程中，我们首先了解了直流无刷电机的结构。
直流无刷电机主要由转子、定子、驱动电路和传感器等组成。
转子由永磁体和转子铁芯组成，定子由线圈和铁芯组成，驱动电路用于控制电机的工作状态，传感器用于检测电机的位置和转速。
2. 直流无刷电机驱动控制方法实训中，我们学习了直流无刷电机的驱动控制方法。
直流无刷电机的驱动控制主要采用PWM（脉冲宽度调制）技术，通过调整PWM信号的占空比来控制电机的转速和转矩。
实训过程中，我们使用了专门的驱动器对直流无刷电机进行控制，掌握了PWM信号的产生和调整方法。
3. 直流无刷电机的调试和故障排除在实训过程中，我们对直流无刷电机进行了调试和故障排除。
调试主要包括调整电机的转速和转矩，以及检测电机的运行状态。
故障排除主要包括分析电机的故障原因，并采取相应的措施进行处理。
4. 实际操作实训的最后阶段，我们进行了实际操作。
在实验指导老师的指导下，我们组装了一个简单的直流无刷电机驱动系统，并进行了实际运行测试。
通过实际操作，我们进一步加深了对直流无刷电机的认识，提高了实际操作能力。
四、实训总结通过本次实训，我们取得了以下成果：1. 熟悉了直流无刷电机的结构、原理和特点。
2. 掌握了直流无刷电机的驱动控制方法。
3. 熟悉了直流无刷电机的调试和故障排除方法。
4. 培养了实际操作能力和团队合作精神。
同时，我们也发现了一些不足之处：1. 对直流无刷电机的理论知识掌握还不够深入。
电气工程自动化直流无刷电机运动控制实验报告
《运动控制系统综合实验》实验报告小组成员:直流无刷电机实验报告一、实验目的通过对8257的编程控制,发出可以驱动直流无刷电机的六路PWM 波,实现对电机的控制。
二、实验原理1.直流无刷电机驱动原理这部分在PPT里有详细介绍,简单来说就就是要根据转子上的三个霍尔传感器的状态发出下一步所需的三相电流。
刚开始时我对这部分原理迟迟不能搞透彻,对着向量图思考了好久,就就是不能把霍尔传感器的状态与所需电流方向对应起来。
主要问题就是那个PPT上的向量图没有清楚的思考步骤,导致我把定子的磁场一直当成转子的瞧,当然搞不清楚。
后来在与身边同学交流后才明白。
然后我按照六步驱动法得到了逆时针转动所需的霍尔状态表,如图1左,经验证此状态表就是可以成功驱动电机的。
搞定逆时针转动后我趁热打铁,把顺时针转动的霍尔状态表也写了出来。
但就是最开始我想当然的以为把逆时针的状态倒过来对应霍尔传感器的值电机就会反转,经过试验后证明这种思路就是错误的,电机还就是逆时针转动。
我想了好久没想明白,只好又从头推了一遍顺时针转动所需的状态表,如图一右。
前后对比我们发现相同霍尔状态时,正反所需的电流恰好相反,也即相差180°。
再回想推导过程中实际就是用下一个状态的电流对应本状态的霍尔值,我一下豁然开朗。
我判断电机在某一位置时允许有60°的误差,逆时针转动时上一个状态加上60°,顺时针转动时则减去60°,所以顺时针逆时针转动正好差了180°。
霍尔传感器的状态与所需电流如下表:2.相序确定上述表格中A,B,C其实就是我们假定的,与霍尔元件HaHbHc对应的ＡＢＣ并不对应,所以我们还要确定一下三相相序。
考虑到我们只给三相电机提供Ａ正Ｂ负的电流时,电机转子应该停在一个确定的位置,而这个位置对应的霍尔状态值为０１０。
那么当我们任意通入一正一负的电流时,若霍尔状态值为０１０,此时正电流即Ａ相,负电流即Ｂ相。
按此方法即可确定相序,所用的Ａ正Ｂ负程序如下:写在ｍａｉｎ里面就是为了一直发出Ａ正Ｂ负的电流。
直流无刷无感电机测试结果及结果分析
直流无刷无感电机测试结果及结果分析
5.1 H_PWM_L_PWM的波形
直流无刷电机的驱动波形有很多种方式可以选择，比如：PWM_ON调制、ON_PWM调制、H_PWM_L_ON调制、H_ON_L_PWM调制、H_PWM_L_PWM调制。
我选用的是H_PWM_L_PWM调制方式[9]，图23是六路PWM的其中两路，其他的几路基本都一样，用来控制直流无刷电机的顺利运转。
图23 H_PWM_L_PWM波形
5.2端电压对地波形
图24是电机对地的电压波形，和原理的很接近，也算理想。
图24 端电压对地波形
5.3位置检测波形
电机的位置检测波形图如下所示，它是通过模拟中性点[10]得到的，经过光耦隔离输入到单片机的霍尔接口，通过判断单片机接口的电平来驱动电机的旋转步伐，单片机接口电平如表2所示。
图25为位置检测的波形虽然有点毛刺，但经过单片机内部的软件滤波，仍然能够好的识别电机转子的位置，并进行电机的换相。
图25 位置检测波形
表 2 位置检测电平
5.4电流波形
直流无刷电机刚启动时的电流非常大，此时容易烧坏电机，因此要加保护电路，驱动电路也要有足够的电流驱动能力，否则电机转不起来。
示波器观察的波形如何下图26所示，符合电机启动的原理电流波形[11]。
图26 电流波形图
5.5实物图
图27是动手焊的电路板，是直流无刷电机的驱动电路板，驱动电路用的集成模块IPM构成。
该电路很好的实现了无刷电机的启动、停止及转速控制能功能。
达到了预期效果。
图27 实物图。
构造无刷电机实验报告
一、实验目的1. 了解无刷直流电机的结构、工作原理及其特性。
2. 掌握无刷直流电机的驱动电路设计方法。
3. 学习无刷直流电机的控制方法，包括启动、正反转、调速等。
4. 通过实验验证无刷直流电机的性能指标。
二、实验原理无刷直流电机（BLDC）是一种新型的直流电机，它采用电子换向器代替传统的机械换向器，具有高效、节能、体积小、寿命长等优点。
无刷直流电机的转子由永磁体和电枢铁心组成，定子由电枢绕组和电子换向器组成。
无刷直流电机的驱动电路主要包括电源、驱动器、传感器和电机本体。
驱动器负责将电源电压转换为适合电机运行的电压，传感器用于检测电机的转速和位置，电子换向器根据传感器信号实现电机的换向。
三、实验设备1. 无刷直流电机（型号：NMB 2406KL-04W-B36）2. 驱动器（型号：A123456）3. 电源（电压：12V）4. 传感器（型号：7891011）5. 示波器6. 万用表7. 螺丝刀四、实验步骤1. 连接电路：将无刷直流电机、驱动器、电源和传感器按照实验电路图连接好。
2. 测试电机：打开电源，观察电机是否能正常启动，并检查电机转速是否稳定。
3. 测试驱动器：使用示波器观察驱动器输出电压和电流波形，验证驱动器工作是否正常。
4. 测试传感器：使用示波器观察传感器输出信号，验证传感器工作是否正常。
5. 测试控制方法：启动：通过控制驱动器输出电压和电流，实现电机的启动。
正反转：通过改变驱动器输出电压和电流的极性，实现电机的正反转。
调速：通过改变驱动器输出电压和电流的大小，实现电机的调速。
6. 数据记录：记录电机在不同工作状态下的转速、电压、电流等数据。
五、实验结果与分析1. 电机启动：实验中，无刷直流电机能顺利启动，说明电机和驱动器工作正常。
2. 驱动器测试：通过示波器观察驱动器输出电压和电流波形，发现波形平滑，无异常，说明驱动器工作正常。
3. 传感器测试：通过示波器观察传感器输出信号，发现信号稳定，无异常，说明传感器工作正常。
物理无刷电机实验报告
一、实验目的1. 了解无刷直流电机的结构和工作原理；2. 掌握无刷直流电机的驱动控制方法；3. 通过实验验证无刷直流电机的电气特性和调速特性；4. 分析无刷直流电机的性能参数，提高对电机控制技术的认识。
二、实验原理无刷直流电机（Brushless DC Motor，简称BLDC）是一种采用电子换向器代替机械换向器的直流电机。
它具有结构简单、体积小、效率高、寿命长等优点，广泛应用于各种电动工具、家用电器、汽车等领域。
无刷直流电机主要由转子、定子、电子换向器和驱动电路组成。
转子由永磁体和轴组成，定子由线圈和铁芯组成。
电子换向器由霍尔传感器和驱动芯片组成，负责将直流电转换为交流电，驱动电机转动。
三、实验设备1. 无刷直流电机（型号：NMB 2406KL-04W-B36）2. 万用表3. 电压源4. 示波器5. 光电反射式转速表6. 电烙铁7. 实验台四、实验步骤1. 拆卸无刷直流电机，观察内部结构，了解转子、定子、电子换向器和驱动电路的组成。
2. 使用万用表测量无刷直流电机的电阻，记录数据。
3. 将无刷直流电机与电压源、示波器和光电反射式转速表连接，进行以下实验：（1）测空载特性：调节电压源输出电压，记录电机转速和电压值。
（2）测负载特性：给电机施加一定负载，调节电压源输出电压，记录电机转速和电压值。
（3）测调速特性：改变电压源输出电压，记录电机转速变化。
4. 分析实验数据，绘制电机转速与电压、负载的关系曲线。
5. 拆卸无刷直流电机，观察电子换向器和驱动电路的工作状态。
6. 使用电烙铁对无刷直流电机进行焊接实验，了解焊接对电机性能的影响。
五、实验结果与分析1. 空载特性：在无负载情况下，电机转速随电压升高而增加，呈现线性关系。
2. 负载特性：在施加一定负载后，电机转速随电压升高而增加，但增速变缓。
3. 调速特性：改变电压源输出电压，电机转速随之变化，呈现线性关系。
4. 焊接实验：焊接过程中，无刷直流电机性能略有下降，但基本满足实验要求。
无刷电机_实验报告
一、实验目的1. 了解无刷电机的结构和工作原理。
2. 掌握无刷电机的驱动电路和控制系统。
3. 通过实验，验证无刷电机的电气特性和调速特性。
4. 提高动手能力和实验技能。
二、实验原理无刷电机（Brushless Motor）是一种无需碳刷的直流电机，主要由转子、定子和驱动电路三部分组成。
转子采用永磁材料制成，定子由绕组组成，驱动电路通过控制绕组的电流来改变电机的转速和转向。
三、实验设备1. 无刷电机实验平台2. 电压源3. 示波器4. 光电反射式转速表5. 万用表6. 电烙铁7. 电线、连接器等四、实验步骤1. 无刷电机拆卸与观察- 将无刷电机拆卸，观察其内部结构，了解转子和定子的组成。
- 分析霍尔元件、驱动芯片等控制部分的作用。
2. 无刷电机驱动电路测试- 使用示波器观察驱动电路中霍尔元件输出的信号波形。
- 使用万用表测量驱动电路中各个元件的电压和电流。
3. 无刷电机电气特性测试- 通过改变电压源输出电压，观察无刷电机的转速变化。
- 使用光电反射式转速表测量不同电压下无刷电机的转速。
- 记录并分析无刷电机的转速-电压特性曲线。
4. 无刷电机调速特性测试- 使用电压源和转速表，测试无刷电机在不同负载下的转速变化。
- 分析无刷电机的转速-负载特性曲线。
5. 无刷电机正反转控制- 通过改变驱动电路中绕组的连接方式，实现无刷电机的正反转。
- 使用示波器观察电机正反转时的信号波形。
五、实验结果与分析1. 无刷电机电气特性- 通过实验，验证了无刷电机的转速与电压成正比关系。
- 分析了无刷电机的转速-电压特性曲线，发现其呈线性关系。
2. 无刷电机调速特性- 通过实验，发现无刷电机的转速随着负载的增加而下降。
- 分析了无刷电机的转速-负载特性曲线，发现其呈非线性关系。
3. 无刷电机正反转控制- 通过改变驱动电路中绕组的连接方式，实现了无刷电机的正反转。
- 分析了正反转控制信号波形，发现其与电机转向有关。
六、实验结论1. 无刷电机是一种高性能的电机，具有结构简单、运行可靠、寿命长等优点。
直流无刷电机控制综合实验.概要
东南大学自动化学院实验报告课程名称： DSP原理及C程序开发实验名称：直流无刷电机控制综合实验院（系）：自动化学院专业：自动化姓名：杨明亮学号：08009117实验室：实验组别：同组人员：实验时间：2012 年5 月20 日评定成绩：审阅教师：直流无刷电机综合控制实验一、实验目的利用F28335核心板与ICETEK-MOTOR-E运动控制板，实现直流无刷电机的驱动与转速控制，利用小键盘或电位器对直流无刷电机进行转速调节，并利用液晶屏显示转速等状态信息。
二、实验要求1. 基本功能①掌握F28335核心板与ICETEK-MOTOR-E运动控制板的使用方法，接线正确，能捕获并证实霍尔传感器状态变化规律（表1）；②能正确总结出正/反转控制表（表2），从而控制电机正转/反转；③能通过修改占空比，用示波器观察pwm口输出波形的变化。
2. 提高功能①能通过阅读学习“ICETEK-Motor-E使用说明书.pdf”，发现ICETEK-MOTOR-E运动控制板中的电位器信号，编制程序从DSP相应的ADC输入端口采集该电位器信号，能用CCS图形显示AD变换结果曲线；②能编制程序，利用AD变换结果调节PWM占空比，从而对直流无刷电机进行调速；③能设计基本的人机接口软件，即编制程序，利用小键盘进行正转、反转、停止功能选择，利用液晶屏显示（示意）正转、反转、停止等状态信息，并可自行扩展其它辅助功能。
三、实验原理1．直流无刷电动机ICETEK-F2812-BCM实验箱采用的直流无刷电机是三相方波控制型直流无刷电机(BLDCM)，如果按照一定顺序给电机的各相通入方波即可使电机转动，转动的速度及力矩与通入电机定子绕组的电压、电流成正比关系。
2. 电机驱动与控制通过ICETEK-F2812-BCM实验箱，ICETEK-F2812-A板与电机驱动板及直流无刷电机连接，通过编程，TMS320F2812输出的控制信号能够控制电机转动。
直流无刷电机控制综合实验.概要
东南大学自动化学院实验报告课程名称： DSP原理及C程序开发实验名称：直流无刷电机控制综合实验院（系）：自动化学院专业：自动化姓名：杨明亮学号：08009117实验室：实验组别：同组人员：实验时间：2012 年5 月20 日评定成绩：审阅教师：直流无刷电机综合控制实验一、实验目的利用F28335核心板与ICETEK-MOTOR-E运动控制板，实现直流无刷电机的驱动与转速控制，利用小键盘或电位器对直流无刷电机进行转速调节，并利用液晶屏显示转速等状态信息。
二、实验要求1. 基本功能①掌握F28335核心板与ICETEK-MOTOR-E运动控制板的使用方法，接线正确，能捕获并证实霍尔传感器状态变化规律（表1）；②能正确总结出正/反转控制表（表2），从而控制电机正转/反转；③能通过修改占空比，用示波器观察pwm口输出波形的变化。
2. 提高功能①能通过阅读学习“ICETEK-Motor-E使用说明书.pdf”，发现ICETEK-MOTOR-E运动控制板中的电位器信号，编制程序从DSP相应的ADC输入端口采集该电位器信号，能用CCS图形显示AD变换结果曲线；②能编制程序，利用AD变换结果调节PWM占空比，从而对直流无刷电机进行调速；③能设计基本的人机接口软件，即编制程序，利用小键盘进行正转、反转、停止功能选择，利用液晶屏显示（示意）正转、反转、停止等状态信息，并可自行扩展其它辅助功能。
三、实验原理1．直流无刷电动机ICETEK-F2812-BCM实验箱采用的直流无刷电机是三相方波控制型直流无刷电机(BLDCM)，如果按照一定顺序给电机的各相通入方波即可使电机转动，转动的速度及力矩与通入电机定子绕组的电压、电流成正比关系。
2. 电机驱动与控制通过ICETEK-F2812-BCM实验箱，ICETEK-F2812-A板与电机驱动板及直流无刷电机连接，通过编程，TMS320F2812输出的控制信号能够控制电机转动。
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直流无刷电机实验
一．实验目的
1.了解直流无刷电机的运行原理
2.掌握直流无刷电机的DSP控制。
二．实验内容
1.实现无刷直流电机的正反转控制
2.实现无刷的速度调节
3.实现无刷直流电机电流环和速度环双环闭环控制
三．原理简介
1.直流无刷电机的原理
无刷直流电动机的结构原理图如图2－1所示：
图1 直流无刷电动机的结构原理图
无刷直流电动机主要由电动机本体、位置传感器和电子开关电路三部分组成。
电动机本体在结构上与永磁同步电动机相似，但没有笼型绕组和其他起动装置。
其定子绕组一般制成多相(三相、四相、五相不等)，转子由永久磁钢按一定极对数(2p＝2，4，…)组成。
图1中的电动机本体为三相两极，三相定子绕组分别与电子开关线路中相应的功率开关器件联接，在图1中A相、B相、C相绕组分别与功率开关管V1、V2、V3相接。
位置传感器的跟踪转子与电动机转轴相联接[2]。
定子绕组的某一相通电时，该电流与转子永久磁钢的磁极所产生的磁场相互作用而产生转矩，驱动转子旋转，再由位置传感器将转子磁钢位置变换成电信号，去控制电子开关线路，从而使定子各相绕组按一定次序导通，定子相电流随转子位置的变化而按一定的次序换相。
由于电子开关线路的导通次序是与转子转角同步的，因而起到了机械换向器的换
向作用。
所以，所谓直流无刷电动机，就其基本结构而言，可以认为是一台由电子开关线路、永磁式同步电动机以及位量传感器三者组成的“电动机系统”。
其原理框图如图2所示。
图2 直流无刷电动机的原理框图
2. 直流无刷电机的控制
直流无刷电机的控制基本上类似于直流有刷电机的控制（PWM 调制），但由于无刷直流电机用电子换向器取代了机械电刷，所以无刷直流电机除了在控制各相电枢电流的同时还用对电子换向器进行控制。
在无刷直流电机的运行过程中，霍尔位置传感器不断检测电机当前位置，控制器根据当前位置信息来判断下一个电子换向器的导通时序。
如图3所示
H1
H3
ANC
BNC
BNA CNA
H2
CNB
ANB A
Z
X
C
y
W
B
u
V
旋转方向
反向
图1 电子换向器的工作原理
图中H1、H2和H3分别表示霍尔位置传感器的信号，H1的有效期为X 轴到u 轴
的正半周，H2的有效器为V轴到y轴的正半周，H3的有效期为W轴到z轴的正半周，有效是霍尔对应的信号为1。
电机在各个位置的电子换向器的导通状态供6中，分别为ANC、BNC、BNA、CAN、CNB和ANB，其中以ANC为例表示电机A相到C相的正导通，其他以此类推。
电子换向器的控制关键在于在检测到当前位置的同时开通下一个位置导通状态的电子开关，各当前位置与下一位置电子开关的导通相如表1所示。
正向：
反向：
四．实验步骤
1.设置EV A的PWM1～PWM6作为无刷直流电机的驱动输出，三相霍尔信号作为输入信
号
2.设置定时器TIME1，PWM调制频率约为20KHz，占空比一般不超过50％，并设置好
T1的周期中断。
3.在T1的周期中断函数中，根据三相霍尔信号，来决定当前的换向（调节ACTRA寄存
器）
4．调节PWM的占空比，可以调节无刷直流电机的转速
5．设置ADC采样时间，一般在T1的周期中断中启动ADC转换，并把各相电流值作均值滤波，作为电流反馈量。
6．采用数字PI算法完成电流闭环控制
7．采用光电编码器作为速度反馈信号输入DSP的QEP3和QEP4，并设置T4为QEP工作方式
8．采用数字PI算法完成单度闭环控制。
9．采用级连方式作双环控制，其中环的输出作为电流环的指令输入。
五．思考题
1.试述无刷直流电机的工作原理
2.如何调节无刷直流电机的转向和速度
3.试述闭环控制的优点。