直流无刷电机电调设计全攻略
基于ATmega8的无刷直流电机电调的设计
基于ATmega8的无刷直流电机电调的设计摘要本文通过以ATmega8单片机为核心，分析了无刷直流电机的原理，从硬件和软件两个方面阐述了无刷直流电机的电调的设计，其中硬件包含了电流的检测、电机换相、电池电压检测、反电势过零检测，软件主要完成了系统程序、场效应管的自检程序、反电势检测程序、以及PPM解码程序。
经过测试该电调能够满足系统的设计需求。
【Key】ATmega8 无刷电机电调笔者在指导学生课外航模兴趣小组的过程中，发现无刷直流电机电调的使用比较频繁，而且很多成品电调不能满足设计需要，所以指导学生完成了此电调的设计，该电调可以直接与无线遥控器相连，通过测试性能稳定，以下是该电调设计中的原理和软硬件系统。
1 无刷直流电机的原理在点与磁的转换过程中主要有三个基本原理，左手定则、右手定则、安培定则。
左手定则用来判断在磁场中载流导体的受力方向，右手定则用来判断切割磁感线的导体产生的电流方向，安培定则用来判断磁感线的环绕方向，无刷电机相关参数的判断和程序的设计基础就是以上三个基本原理。
本系统电调的设计是基于外转子无刷直流电机设计的，该电机的KV值为1000，其采用的结构是12绕组14极（即7对极）。
电机换相的时机只取决于转子的位置，在该系统的设计中采用的是三相的感生电动势的方法来判断定子的位置，该方法的优点是不需要在系统中增加相应的器件，缺点是电机启动时可控性较差。
电机的调速是通过直流电压来控制，单片机通过用PWM方式来控制电机的输入电压，通过PWM占空比的变化来转换为不同大小的等效电压。
2 电调硬件电路的设计2.1 电流检测电路电流检测部分应用一段阻值大小为0.01欧姆的导线，经过MOSFET和电机的电流全都从它那里经过导线而流向GND，通过导线的电流和电阻的阻值相乘从而得到了产生的电压值大小，经过电阻和电容器进行一阶低通滤波，最后接入ATmega8的ADC6通道，通过对于电流值大小的判断实现了对于电流值检测功能。
无刷直流电机设计流程
无刷直流电机设计流程嘿，朋友！今天咱就来唠唠无刷直流电机设计这档子事儿。
这无刷直流电机啊，就像是一个神奇的小宇宙，里面藏着好多学问呢。
要开始设计无刷直流电机，第一步就得明确它的用途。
这就好比你要盖房子，得先知道这房子是用来住人啊，还是做仓库。
我有个朋友叫小李，他想设计一个用于小型无人机的无刷直流电机。
那他就得考虑这个电机要足够轻便，动力还得强劲，能让无人机飞得又稳又快。
这时候就像是给这个电机定了个大方向，就像航海的时候有了指南针一样。
接下来就是确定电机的主要参数啦。
这里面的门道可不少呢。
比如说额定功率、额定转速、转矩这些。
这额定功率啊，就像是一个人的力气大小。
要是功率定小了，就像让一个小孩去干大人的活，根本带不动嘛！而转速就好比一个人跑步的速度，转矩呢，有点像一个人能使出来的爆发力。
我曾经见过一个新手在设计无刷直流电机时，乱定参数，结果电机造出来，那性能差得呀，就像一辆破自行车，怎么骑都费劲。
选磁钢材料也是很关键的一步。
这磁钢材料就像是电机的灵魂所在。
不同的磁钢材料性能差别可大了去了。
有铁氧体磁钢，还有稀土永磁材料呢。
稀土永磁材料虽然贵一些，但是它的性能就像超级英雄一样厉害。
我跟同行老张讨论的时候，他就说：“这稀土永磁材料就像魔法材料一样，能让电机的性能一下子提升好几个档次，不过成本就像个拦路虎啊。
”这时候就得在性能和成本之间权衡，就像走钢丝一样，得小心翼翼。
然后就是绕组的设计啦。
绕组就像是电机的经脉一样。
绕组的匝数、线径这些都很重要。
匝数多了，就像给电机穿上了厚厚的衣服，电阻增大，电流就不好通过了。
匝数少了呢，又像是衣服穿得太薄，性能也会受影响。
这时候就得像裁缝一样，精心剪裁，找到最合适的匝数和线径。
我在学习绕组设计的时候，可没少向老师傅请教。
老师傅就说：“这绕组设计啊，就像绣花，一针一线都得恰到好处。
”转子和定子的设计也不能马虎。
转子就像电机的心脏，定子就像它的外壳。
转子的结构形状会影响电机的转动惯量。
无刷直流永磁电动机设计流程和实例
无刷直流永磁电动机设计流程和实例无刷直流永磁电动机设计实例一. 主要技术指标1. 额定功率：W 30P N =2. 额定电压：V U N 48=，直流3. 额定电流：A I N 1<3. 额定转速：m in /10000r n N =4. 工作状态：短期运行5. 设计方式：按方波设计6. 外形尺寸：m 065.0036.0?φ二．主要尺寸的确定 1. 预取效率63.0='η、 2. 计算功率i P '直流电动机 W P K P NNm i 48.4063.03085.0'=?==η，按陈世坤书。
长期运行 N i P P ?''+='ηη321 短期运行 N i P P ?''+='ηη431 3．预取线负荷m A A s /11000'= 4．预取气隙磁感应强度T B 55.0'=δ 5. 预取计算极弧系数8.0=i α 6．预取长径比（L/D ）λ′=27．计算电枢内径m n B A P D N s i i i 23311037.110000255.0110008.048.401.61.6-?==''''='λαδ 根据计算电枢内径取电枢内径值m D i 21104.1-?= 8. 气隙长度m 3107.0-?=δ 9. 电枢外径m D 211095.2-?= 10. 极对数p=111. 计算电枢铁芯长 m D L i 221108.2104.12--?=??='='λ根据计算电枢铁芯长取电枢铁芯长L= m 2108.2-?12. 极距 m p D i 221102.22104.114.32--?=??==πτ 13. 输入永磁体轴向长m L L m 2108.2-?==三．定子结构 1. 齿数 Z=6 2. 齿距 m z D t i 22110733.06104.114.3--?=??==π3. 槽形选择梯形口扇形槽，见下图。
BLDC高效率无刷直流电机AC交流电机设计与控制计算方法
BLDC高效率无刷直流电机AC交流电机设计与控制计算方法一、BLDC无刷直流电机设计与控制计算方法1.电机参数选择：-首先确定设计要求和工作条件，选择合适的额定功率、额定转速和电源电压。
-根据负载特性和运行要求，确定电机的额定转矩和额定电流。
2.磁路设计：-根据电机工作条件和设计要求，计算磁路参数，如磁极数、磁路长度、气隙长度和磁路截面积等。
-选择合适的磁性材料，并计算所需的磁铁尺寸和磁铁磁场强度。
3.绕组设计：-根据电机的功率和电流要求，计算绕组的导线截面积和匝数。
-确定绕组的连接方式和绕组类型，如星型连接或三角形连接。
4.动态参数计算：-计算电机的转子惯量和动态响应时间，以评估电机的加速性能和响应能力。
-根据电机的回转电压常数和回转电流常数，计算电机的电磁时间常数。
5.控制方法选择：- 根据电机的设计、工作条件和控制要求，选择合适的控制方法，如Hall传感器反馈控制或传感器无刷控制。
-考虑电机的转速范围和负载变化，选择合适的控制算法和参数。
二、AC交流电机设计与控制计算方法1.电机类型选择：-根据应用要求和工作条件，选择适合的AC交流电机类型，如异步电机或同步电机。
-根据电源类型和频率，确定电机的极数和对应的额定转速。
2.参数计算：-计算电机的额定功率、额定电流和额定转矩，以满足工作条件和设计要求。
-根据电机的构造和负载要求，计算电机的额定电压和额定频率。
3.转子设计：-对异步电机而言，选择合适的转子类型和转子电阻，以满足起动和运行要求。
-对同步电机而言，确定磁极数和转子类型，计算转子电流和转子电压。
4.绕组设计：-根据电机的额定功率和电流，计组的参数，如导线截面积和匝数。
-根据电机的转矩和输出功率要求，选择合适的绕组连接方式和绕组类型。
5.控制方法选择：-对异步电机而言，选择合适的转矩控制方法，如恒转矩控制或矢量控制。
-对同步电机而言，考虑电机的转速范围和负载要求，选择合适的转速控制方法和参数。
直流无刷电机是如何实现调速的？
直流无刷电机是如何实现调速的？
【导读】直流无刷电机是如何实现调速的？这个问题机电公司每隔几天都会遇到，是对无刷电机有使用需求的潜在客户来电咨询的常见问题，所以很有必要为大家讲解一下这方面的知识。
直流无刷电机没有电刷磨损，维护相对简单，较有刷可靠，但需加装驱动（换向）电路。
直流无刷电机的调速方式第一种情况是：主要靠电压来控制，力矩主要由电流来控制，一般会带一个配套的电机驱动器，改变驱动器的输出电压就可以控制电机的速度，如果没有驱动器，想自己直接控制电机的话，需要看电机的功率和工作电流。
如果是小功率的电机可以用电阻调速（不建议使用，方法很简单，串联个电位器即可，不过这种方式会降低效率，所以不提倡），大功率的电机不能使用电阻调速，因为这样需要一个小阻值大功率的电阻（电机工作阻值很小），这种电阻不好找而且这种方案效率太低，最好还是找个配套的驱动器。
直流无刷电机的第二种调速方式：PWM调速，直流电机的PWM调速原理与交流电机调速原理不同，它不是通过调频方式去调节电机的转速，而是通过调节驱动电压脉冲宽度的方式，并与电路中一些相应的储能元件配合，改变了输送到电枢电压的幅值，从而达到改变直流电机转速的目的。
它的调制方式是调幅。
PWM控制有两种方式：
1.使用PWM信号，控制三极管的导通时间，导通的时间越长，那么做功的时间越长，电机的转速就越高
2.使用PWM控制信号控制三极管导通时间，改变控制电压高低来实现
直流有刷电机的优点在于启动力矩大，调速系统结构简单，价格低廉，然而缺点也有很多如噪音大，容易损坏，要换碳刷，所以逐步被直流无刷电机所取代。
无刷直流电动机调速知识讲解
9.1 同步电动机变压变频调速系统的特点及基本类型
同步电动机的定子与三相异步电动机的一样，而转子是磁极，由 直流励磁或永久磁铁励磁，是交流电动机中两大机种之一。同步 电动机因其转速n与供电电源频率f1之间保持严格的同步关系而得 名。只要供电电源的频率f1不变，其转速n就绝对不变。 同步电动机的应用范围也比较广泛，小到电子钟和记录仪表的定 时旋转机构，大到发电机组、空气压缩机、鼓风机等无不利用其 转速恒定的特点。
上述逆变器为1200通电型的六拍逆变器，每一时刻都只有两只功率 管导通，至于哪两只功率管导通则由转子位置检测器发出的信号 来控制。
10
二、控制方式 按照三相星型桥式接法为例说明其工作方法：
1
3
5
A
4
6
2
B C
逆变器为桥式接法、三相绕组为星型接法
1、两两导通方式 逆变器中功率管导通的顺序一般安排为： ..V 1 . .V 2 . .V 3 V 4 V 5 V 6 V 1 ..... 各触发脉冲相互间隔600，任意时刻有2只功率管导通，每只管子导通 时间为1200，各管子之间换流是在相邻桥臂中进行的。
性或容性三种状态下（同步补偿机就工作在容性状态下）。可调节转子
励磁电流改变输入功率因数，使其在 cos 1下运行。
异步电动机靠加大转差率提高转矩，同步电动机靠加大功率角来提高转 矩。（功率角为定子相电流与感应电动势的夹角）。
4
例如，同步电动机的变频启动，转子先加励磁电流，定子绕组输入频率很 低的三相交流电，由于定子（电枢）旋转磁通势的转速很低，可带动转子 开始旋转。将定子频率逐步增加，转子转速随之逐步升高，到达额定转速 时，启动过程结束。
2
1
iAC A
无刷直流电机工作原理及PWM调速
稀土永磁材料的Hci 比Hcb 大很多，退磁曲线测
量到Hcb 时，被测的稀土永磁体几乎没有退磁；只有
测量到Hci 这一点时，稀土永磁体才退磁了。
华北电力大学 电机教研室
《电机学》
§25-1永磁材料及其特性参数
永磁材料的特性参数
华北电力大学 电机教研室
《电机学》
§25-1永磁材料及其特性参数
永磁材料的特性参数
（6）最大磁能积(BH)max 在B-H 曲线上，每一点都对应一组数值（B，H） 及其乘积BH。在Br 点，H 值为0，故BH 乘积为0； 在Hcb 点B 值为0，故BH乘积也为0。在此两点之间
必定有一点的BH 乘积达到最大，记为(BH)max，并
称它为最大磁能积。永磁材料的最大磁能积代表储存
在它里面的磁能密度。
永磁材料的去磁曲线表示永
磁材料被完全磁化后无外励
磁时的 B—H关系。
华北电力大学 电机教研室
《电机学》
§25-1永磁材料及其特性参数
永磁材料分类 常用的永磁材料有铝镍钴（AlniCo）、钡铁氧体 （Ba-Ferrite）和锶铁氧体（Sr-Ferrite）、钐钴 （SmCo 2∶17 型和SmCo 1∶5 型）和钕铁硼 （NdFeB），这是按发明的先后顺序排列的； 若按年产吨位排列则为：铁氧体、钕铁硼、铝镍 钴、钐钴；若按销售额排列则为：铁氧体和钕铁 硼并列第一，然后是钐钴、铝镍钴。
Wb。
华北电力大学 电机教研室
《电机学》
§25-1永磁材料及其特性参数
永磁材料的特性参数
（2）磁通密度（B）
单位面积（S）上垂直通过的磁通量（Φ）叫做磁 通密度（B），B=Φ/S。 1T=1Wb/m2，1G=1Mx/cm2，1T=10000G
永磁无刷直流电动机驱动设计的设计方法
永磁无刷直流电动机驱动设计的设计方法永磁无刷直流电动机是一种高效、低噪音、低维护成本的电动机，因其在工业、家电、电动车等领域的广泛应用而备受关注。
本文将介绍永磁无刷直流电动机驱动设计的设计方法。
首先，需要确定电机的参数，包括电机的额定电压、额定电流、额定转速、额定扭矩等。
然后，根据这些参数设计电机的控制器，控制器通常包括功率级、控制模块、电流感应模块等。
在功率级方面，通常采用功率MOS管来实现电机的驱动；在控制模块方面，通常采用PID控制算法来调节电机的转速和转矩；在电流感应模块方面，通常采用霍尔元件或电流互感器来实现电流的采集。
其次，需要确定电机的控制方式，通常有FOC和SVPWM两种方式。
FOC是一种基于空间矢量的控制方式，可以通过调节电机的电流和转矩来实现高效、精确的控制；SVPWM是一种基于正弦信号的控制方式，可以通过调节电机的频率和相位来实现高效、平滑的转速和转矩控制。
最后，需要进行电机的驱动测试和调试。
在测试中，需要对电机的转速、转矩、效率等进行测试，并对控制参数进行调整；在调试中，需要对电机的控制器进行调试，例如调整PID控制算法的参数、调整FOC或SVPWM算法的参数等。
综上所述，永磁无刷直流电动机的驱动设计需要确定电机的参数、设计控制器、确定控制方式，并进行测试和调试。
通过合理的设计和调试，可以实现高效、低噪音、低维护成本的电机控制。
- 1 -。
无刷直流电动机的设计
无刷直流电动机的设计无刷直流电动机（BLDC）是一种基于电子换向器和磁传感器的新型电机，具有高效率、高功率密度、高可靠性、无摩擦等优点，广泛应用于工业、农业、家电和汽车等领域。
本文将介绍无刷直流电动机的设计原理、设计流程和一些关键技术。
一、设计原理无刷直流电动机的工作原理是利用永磁体和电流产生的磁场相互作用，从而产生转矩。
它的转子由一个或多个永磁体组成，通过电流换向器控制电流的方向，从而实现转子的旋转。
无刷直流电动机通常采用三相设计，每相之间的换向角为120度。
二、设计流程1.确定电机的额定功率和转速。
根据设计要求，确定电机的额定功率和转速。
这些参数将决定电机的尺寸、材料和冷却方式等。
2.选择永磁材料和磁路设计。
根据电机的运行环境和功率需求，选择合适的永磁材料。
同时，设计磁路以确保磁通密度的均匀分布和最小的磁路损耗。
3.设计定子绕组和绝缘系统。
根据电机的功率和电压要求，设计定子绕组。
同时，设计合适的绝缘系统以确保电机的安全性和可靠性。
4.确定电流换向器的拓扑和控制策略。
选择合适的电流换向器拓扑（如半桥、全桥等）以及控制策略（如PWM控制、电流环控制等），以实现电机的换向操作。
5.进行磁场分析和电磁设计。
通过磁场分析软件，进行电磁设计。
通过磁场分析，可以得到电机的特性曲线、转矩和功率密度等指标。
6.进行结构设计和热分析。
根据电机的尺寸和电机的工作环境，进行结构设计和热分析。
结构设计要考虑机械强度、制造成本等因素，热分析要考虑散热方式和绝缘系统。
7.制造和测试。
根据设计图纸进行电机的制造。
制造完成后，进行测试，通过测试结果对电机的设计进行修正和优化。
三、关键技术1.电磁设计技术。
电磁设计是无刷直流电动机设计的核心技术，它涉及到永磁体选材、磁路参数计算、磁场分析等方面。
2.电流换向器设计技术。
电流换向器是控制无刷直流电动机运行的关键部件，它的设计直接影响到电机的性能。
目前常用的换向器有半桥、全桥等拓扑，选择合适的拓扑和控制策略对电机的效率和稳定性有重要影响。
直流无刷电机本体设计要点
电机与拖动基础课程设计报告设计题目：学号：指导教师：信息与电气工程学院二零一六年七月直流无刷电机本体设计1. 设计任务(1) 额定功率80N P W = (2) 额定电压310N U V ≤(3) 电动机运行时额定转速1000/min N n r = (4) 发电机运行时空载转速max 6000/minn r = (5) 最大允许过载倍数 2.5λ=(6) 耐冲击能力21500/m a m s =(7) 机壳外径42D mm ≤设计内容：1. 根据给定的技术指标，计算电机基本尺寸，包括：定子铁心外径、定子铁心内径、铁心长度等。
2. 磁路计算，包括极对选择、磁钢选型、磁钢厚度、气隙长度等方面计算。
3. 定子绕组计算，包括定子绕组形式、定子槽数、绕组节距等计算。
2. 理论与计算过程2.1 直流无刷电机的基本组成环节直流无刷电动机的结构原理如图2-1-1所示。
它主要由电机本体、位置传感器和电子开关线路三部分组成。
电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。
图中的电机本体为三相电机。
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连接，位置传感器的跟踪转子与电动机转轴相连接。
当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。
因此，所谓直流无刷电机，就其基本结构而言，可以认为是一台由电子开关线路、永磁式同步电机以及位置传感器三者组成的“电动机系统”。
其原理框图如图2-1-2所示。
图2-1-1 直流电动机的工作原理图图2-1-2 直流无刷电机的原理框图 电机转子的永久磁钢与永磁有刷电机中所使用的永久磁钢的作用相似，均是在电机的气隙中建立足够的磁场，其不同之处在于直流无刷电机中永久磁钢装在转子上，而直流有刷电机的磁钢装在定子上，图2-1-3示出了典型直流无刷电机本体基本结构图。
直流无刷电机的控制系统设计方案
直流无刷电机的控制系统设计方案直流无刷电机（BLDC）是一种能够提供高效可靠的电动机驱动方案的电机。
它具有高效率、高功率密度、长寿命和低噪音等特点，广泛应用于工业、汽车和消费电子等领域。
在这篇文章中，我们将探讨直流无刷电机控制系统的设计方案。
一、控制器选择选择合适的控制器对于直流无刷电机的性能至关重要。
常见的控制器包括传感器基本反馈控制器和无位置传感器矢量反馈控制器。
1.传感器基本反馈控制器：传感器基本反馈控制器通过对电机速度和位置的测量反馈来控制电机。
它具有简单的硬件结构和易于实现的特点，适用于对控制精度要求不高和成本要求较低的应用。
2.无位置传感器矢量反馈控制器：无位置传感器矢量反馈控制器通过使用电流、电压和速度等参数来估计电机的位置和速度，从而进行闭环控制。
它能够提供更高的控制精度和动态性能，适用于对控制精度要求较高的应用。
二、传感器选择1.霍尔传感器：霍尔传感器通过检测电机转子上的永磁体磁场变化来确定电机的位置。
它具有结构简单、成本低和使用方便等优点，适合于低成本和低精度的应用。
2.编码器：编码器通过检测电机转子的机械运动，如转子的转速和位置来确定电机的位置。
它具有较高的精度和抗干扰能力，适用于对控制精度要求较高的应用。
3.霍尔传感器与编码器混合使用：为了兼顾成本和精度要求，可以采用霍尔传感器与编码器混合使用的方式进行控制。
霍尔传感器用于测量电机的粗位置信息，编码器用于提供更精确的位置和速度信息。
三、控制策略选择1.电流控制：电流控制是直接控制电机的电流大小和方向，从而控制电机的转矩。
它具有快速响应和较高的控制精度等优点，适用于对控制精度要求较高的应用。
2.速度控制：速度控制是通过控制电机输入电压或电流的大小来控制电机的转速。
它具有稳定性好、抗负载扰动能力强等优点，适用于需要稳定转速的应用。
3.位置控制：位置控制是通过控制电机输入电压或电流的大小来控制电机的位置。
它具有控制精度高、抗负载扰动能力强等优点，适用于需要精确定位的应用。
技术资料汇总：BLDC无刷电机基础电调设计全攻略等干货
技术资料汇总：BLDC无刷电机基础电调设计全攻略等干货资料：无刷直流 (BLDC) 电机基础（中英）无刷直流（ Brushless Direct Current ， BLDC ）电机是一种正快速普及的电机类型，它可在家用电器、汽车、航空航天、消费品、医疗、工业自动化设备和仪器等行业中使用。
正如名称指出的那样，BLDC 电机不用电刷来换向，而是使用电子换向。
此外，由于输出转矩与电机体积之比更高，使之在需要着重考虑空间与重量因素的应用中，大有用武之地。
在本应用笔记中，我们将详细讨论 BLDC 电机的构造、工作原理、特性和典型应用。
无刷直流（BLDC）电机基础_CN.pdf图解传感器入门雨宫 178页 2.8M图解电机电器饭高 191页 5.2M图解机电一体化电子学入门雨宫 199页 3.3M图解传感器入门图解电机电器图解机电一体化电子学入门.zip(9.8 MB)介绍：无感无刷直流电机之电调设计全攻略.pdf(4.58 MB, 下载次数: 104)目录：一篇文章带你了解无刷电机控制原理我们常用的无刷电机里面究竟有些什么技术、如何解释那些专业名词、以及各种参数和设备之间究竟有什么区别和联系呢？电机驱动器PCB布局准则，讲得非常好电机驱动电路的PCB 需要采用特殊的冷却技术，以解决功耗问题。
PCB基材的导热性较差。
相反，铜的导热性非常出色。
因此，从热管理角度来看，增加PCB 中的铜面积是一个理想方案。
厚铜箔的导热性优于较薄的铜箔。
然而，使用厚铜箔的成本较高，并且难以实现精细的几何形状。
电路集锦直流电机控制电路集锦直流电机驱动电路图与设计思路BLDC电机控制原理分析、电路设计技巧BLDC电机控制中的角度传感器一个电机短路保护电路的三极管详解实例/图例使用步进电机做驱动的机器人小车DIYDIY 可调速直流电机风扇开发板上手之电机调试开发板上手之步进电机扩展板小型减速电机拆解各种电机原理动态SHOW超声电机技术详解实用理论动图解析，无刷电机与有刷电机的区别什么是 BLDC 电机换向的最有效方法？当低压BLDC电机驱动电器子系统时会发生什么？探讨BLDC电机的运行，以及紧凑电机控制系统设计交流异步电机，异步在哪儿？电机的11个常用知识点如何选择机器人电机机器人常用的电机有哪些？基础知识：机器人常用电机解析及区别无人机的四个电机为什么这样布局？关于伺服电机的21个关键问题。
直流无刷电机 pid调速 毕业设计_基于单片机和PID算法的直流电机调速设计(原创)
直流无刷电机 pid调速毕业设计_基于单片机和PID算法的直流电机调速设计(原创)导读：就爱阅读网友为您分享以下“毕业设计_基于单片机和PID算法的直流电机调速设计(原创)”的资讯，希望对您有所帮助，感谢您对92to 的支持!摘要在运动控制系统中，电机转速控制占有至关重要的作用，其控制算法和手段有很多，模拟PID控制是最早发展起来的控制策略之一，长期以来形成了典型的结构，并且参数整定方便，能够满足一般控制的要求，但由于在模拟PID控制系统中，参数一旦整定好后，在整个控制过程中都是固定不变的，而在实际中，由于现场的系统参数、温度等条件发生变化，使系统很难达到最佳的控制效果，因此采用模拟PID控制器难以获得满意的控制效果。
随着计算机技术与智能控制理论的发展，数字PID技术渐渐发展起来，它不仅能够实现模拟PID所完成的控制任务，而且具备控制算法灵活、可靠性高等优点，应用面越来越广。
本设计以上面提到的数字PID为基本控制算法，以AT89S51单片机为控制核心，产生占空比受数字PID算法控制的PWM脉冲实现对直流电机转速的控制。
同时利用光电传感器将电机速度转换成脉冲频率反馈到单片机中，实现转速闭环控制，达到转速无静差调节的目的。
在系统中采数码管显示器作为显示部件，通过2×2键盘设置P、I、D、V四个参数，启动后可以通过显示部件了解电机当前的转速。
该系统控制精度高，具有很强的抗干扰能力。
关键词：数字PID；PWM脉冲；占空比；无静差调节AbstractIn the motion control system,the control of electromotor's rotate speed is of great importance,there are a lot of speed control arithmetics andmethods ,the analog PID control is one of the earliest developed control policies which has formed typical structure ,its parametric setting is convenient and it's easy to meet normal control's demand,but as the whole control process is fixed once the parameter has been set while practically the changes of those conditions like the system parameters and temperature of the environment prohibit the system from reaching its best control effect,so the analog PID controller barely has satisfied effect.With the development of computer technology and intelligent control theory ,the digital PID technology is thriving which can achieve the analog PID's control tasks and consists of many advantages like flexible control arithmetics and high reliability,it is widely used now.This design is based on the digital PID mentioned above as basic control arithmetic and AT89S51 SCM as control core,the system produces PWM impulse whose duty ratio is controlled by digital PID arithmetic to make sure the running of direct current machine's rotate speed.Meanwhile,the design uses photoelectric sensor to transduce the electromotor speed into impulse frequencyand feed it back to SCM,this process implements rotate speed's closed loop control to attain the purpose of rotate speed's astatic modulation.In this system, the 128×64LCD is used as display unit , the 4×4 keyboard sets those four parameters P、I、D、V and obverse and reverse control,after starting up,the display unit shows the electromotor's current rotate speed and runtime.The system has great control precision and anti-jamming capability.Keywords：digital PID；PWM impulse；dutyfactor；astatic modulation前言21世纪，科学技术日新月异，科技的进步带动了控制技术的发展，现代控制设备的性能和结构发生了翻天覆地的变化。
无刷直流电动机调速系统设计
目录1绪论 (1)1.1 直流无刷电动机发展状况 (1)1.2直流无刷电机控制技术的发展 (1)2 直流无刷电动机的工作原理 (2)2.1 直流无刷电动机的结构与原理 (2)2.2三相绕组直流无刷电动机控制主回路的基本类型 (4)2.3直流无刷电动机控制系统中的PWM控制器 (5)3 直流无刷电动机控制系统的数学模型 (6)3. 1直流无刷电动机的基本方程 (7)3. 2直流无刷电动机控制系统的动态数学模型 (10)4 硬件电路 (12)4.1 主电路 (12)4.2换相电路 (14)5 软件部分设计 (17)5. 1软件总体构成 (17)5. 2主程序的设计 (17)5. 3中断子程序的设计 (19)结论 (21)参考文献 (22)致谢 ........................................................................................................................... 错误！未定义书签。
1绪论1.1 直流无刷电动机发展状况电动机作为机电能量转换装置，其应用范围已经遍及国民经济的各个领域，电动机主要类型有同步电动机、异步电动机与直流电动机三种。
直流电动机具有运行效率高和调速性能好等诸多优点，因此被广泛应用于各种调速系统中。
但传统的直流电动机均采用机械电刷的方式进行换向，存在相对的机械摩擦，和由此带来的噪声、火花、无线电干扰以及寿命短等致命弱点。
因此，早在1917年，Bulgier就提出了用整流管代替有刷直流电机的机械电刷，从而诞生了无刷直流电机(BLDCM: Brushless Direct Current Motor)的基本思想。
1955年，美国D·Harrison等人首次申请了用晶体管换向线路代替有刷直流电机机械电刷的专利，标志着无刷直流电机的诞生。
1978年，原联邦德国MANNESMANN公司的Indramat分部在汉诺威贸易展览会上正式推出其MAC永磁无刷直流电机及其驱动系统，标志着永磁无刷直流电机真正进入了实用阶段。
无感无刷直流电机之电调设计全攻略
无感无刷直流电机之电调设计全攻略前 言 (1)1. 无刷直流电机基础知识 (2)1.1 三个基本定则 (2)1. 左手定则 (2)2. 右手定则（安培定则一） (3)3. 右手螺旋定则（安培定则二） (3)1.2 内转子无刷直流电机的工作原理 (3)1. 磁回路分析法 (4)2. 三相二极内转子电机结构 (5)3. 三相多绕组多极内转子电机的结构 (7)1.3外转子无刷直流电机的工作原理 (8)1. 一般外转子无刷直流电机的结构 (8)2. 新西达2212外转子电机的结构 (8)1.4 无刷直流电机转矩的理论分析 (14)1. 传统的无刷电机绕组结构 (14)2. 转子磁场的分布情况 (15)3. 转子的受力分析 (16)4. 一种近似分析模型 (18)1.5 换相与调速 (19)1. 换相基本原理 (19)2. 新西达2212电机的换相分析 (24)3. 调速 (28)2. 无感无刷电调的驱动电路设计 (30)2.1 电池电压监测电路 (30)2.2 换相控制电路 (30)1. 六臂全桥驱动电路原理 (31)2. 功率场效应管的选择 (33)2.3 电流检测电路 (45)2.4 反电势过零检测电路 (49)2.5 制作你自己的电调线路板 (50)3. 无感无刷电调的软件设计 (52)3.1 电流检测 (52)3.2 定时器延时与PWM信号 (53)1. 定时器初始化 (54)2. 定时器T0的溢出中断服务程序 (54)3. 利用T0延时（毫秒级） (54)4. 利用T0延时（微秒级） (55)5. PWM信号的产生 (55)3.3 过零事件检测与电机换相 (56)1. BLMC.h中定义的宏 (56)2. 过零检测与换相代码分析 (59)3.4 启动算法 (63)1. 函数Anwerfen启动流程分析 (63)2. 启动算法机理探究 (65)3.5 上电时的MOSFET自检 (68)1. 函数Delay和DelayM (68)2. 函数MotorTon自检流程分析 (68)3.6 让你的电机演奏音乐 (70)3.7 通信模块 (72)1. PPM解码 (72)2. TWI总线通信 (74)3. 串口通信 (74)4. 指令的收入函数SollwertErmittlung (75)4. 德国MicroKopter项目BL-Ctrl电调程序主程序代码流程分析（V0.41版本） (77)5.1 全局变量列表 (78)5.2 main主函数流程分析 (80)1. 进入while(1)前的准备工作 (80)2. while(1)主循环内容分析 (81)5. 高级话题 (86)5.1 电机的控制模型 (86)5.2 四轴上的校正策略 (87)附录一 (88)附录二 (89)附录三 (93)附录四 (94)前 言关注开源四轴项目也有近一年了，前期都以潜水为主，业余时间主要是在啃那些控制和导航的理论书籍。
直流无刷电机调速系统设计
直流无刷电机调速系统设计摘要本文首先介绍了三相直流无刷电机在国内外的发展及其控制系统的研究现状，详细论述了三相永磁直流无刷电机的构成、运行原理、特性分析和其转子位置信号的检测方法;然后设计了控制系统的硬件电路及相应软件。
首先电机的选用问题。
本系统选用了应用比较广泛的三相电机，好处是容易买到还有就是控制比较准确。
三相直流无刷电机是近年来迅速发展起来的一种新型电机，它利用电子换相代替机械换相，既具有直流电机的调速性能，又具有交流电机结构简单、运行可靠、维护方便等优点，并且体积小、效率高，在许多领域已得到了广泛的运用。
本系统以单片机为核心，控制电路为转速闭环控制控制这样可以保证转速控制的准确性和快速性。
因为转速是本系统最重要的数据。
进行调速的方法有很多种本系统经过多方面的比较，最终确定利用PWM技术实现电机的调速。
这样可以保证最终的转速具有一定准确性。
由于考虑到显示效果的因素，本系统选用液晶显示转速。
关键词：直流无刷电机,调速, PWM,PID闭环控制DC Brushless Motor Speed Control SystemABSTRACTThis paper introduces the three-phase DC brushless motor in the domestic and international development and control system status, detail of three-phase permanent magnet brushless DC motor structure, operating principles, characterization and the rotor position signal detection method ; and then design the control system hardware and corresponding software.First, the selection of motor problems. This system use a broader application of three-phase motor, it is easy to get there is the advantage of more accurate control. Three-phase DC brushless motor is developed rapidly in recent years a new type of motor that uses electronic commutation to replace mechanical commutation, both with DC motor speed performance, but also has the AC motor is simple, reliable operation, easy maintenance, etc. advantages, and small size, high efficiency, in many areas have been widely used.Microcontroller as the core of this system, closed loop control circuit to control speed control speed control that can ensure the accuracy and rapidity. Because the system speed is the most important data. Speed governor There are many ways in many aspects of this system is compared to finalize the technology using PWM motor speed control. This guarantees a certain accuracy of the final speed. In consideration of the efect, speed of liquid crystal display used in this system.KEY WORDS:DC brushless motor，speed control，PWM，PID closed loop control目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 绪论 (1)1.1 课题依据及意义 (1)1.2 直流无刷电机的发展 (1)1.3 直流无刷电机控制系统的发展现状 (2)1.3.1 转子位置检测及开关状态切换 (2)1.3.2 速度调节 (2)1.4 本课题研究的主要内容 (3)1.5 本章小结 (3)2 直流无刷电机的运行原理 (4)2.1 简介 (4)2.2 直流无刷电机的工作原理 (4)2.3 永磁直流无刷电机特性分析 (5)2.3.1 电机的基本公式介绍 (5)2.3.2 起动特性 (6)2.3.3 机械特性 (6)2.4 位置传感器及位置检测方法 (7)2.5 本系统选用的的位置检测方法 (7)2.6 本章小结 (7)3 直流无刷电机控制系统的硬件设计 (7)3.1 概述 (8)3.2 直流无刷电机调速电路的整体结构 (8)3.3 直流无刷电机的选择 (9)3.4 驱动芯片的选择 (9)3.5 控制芯片的选择和使用 (11)3.6 辅助控制芯片的用法 (12)3.7 电机位置及速度检测电路 (13)3.8 单片机的选用 (13)3.8.1 单片机的选择依据 (13)3.8.2 MC51系列单片机的介绍 (14)3.9 D/A和A/D的选用 (15)3.10 RS-485通讯协议 (16)IV3.11 显示部分 (18)3.12 键盘部分 (18)3.13 整体设计图 (20)3.14 元器件清单及说明 (24)3.15 本章小结 (25)4 直流无刷电机控制系统的软件设计 (26)4.1 整体概述 (26)4.2 看门狗电路的设计 (27)4.3 RS485部分软件设计 (29)4.4 本章小结： (29)致谢 (31)参考文献 (32)附录 (33)直流无刷电机调速系统设计 11 绪论1.1 课题依据及意义直流无刷电机是近几年来小电机行业发展最快的品种之一，随着视听产品小、轻、薄化和家电产品的静音节能化以及豪华型轿车需求量增多，直流无刷电动机需要量迅速增加。
无刷直流电动机程序的设计说明
无刷直流电动机程序的设计说明无刷直流电动机（BLDC）是一种通过控制器来驱动转子的永磁电机，它具有高效率、高功率密度、高可靠性和低噪音等优点，被广泛应用于工业和消费电子设备中。
本设计说明将详细介绍BLDC电机程序的设计原则、功能模块和实现方法。
一、设计原则1.确定需求：在进行BLDC电机程序的设计之前，需要明确电机的工作特性、效率要求、控制精度和稳定性等需求。
2.选择算法：根据需求和使用场景选择合适的控制算法，常用的算法有基于电流控制的直接转矩控制（DTC）、感应电动机控制（IMC）和速度控制算法等。
3.硬件平台：选择合适的硬件平台实现BLDC电机的控制，包括控制器、电源和传感器等。
4.软件开发：根据硬件平台的特性，选择合适的开发工具和编程语言进行程序开发。
5.调试和测试：进行程序的调试和测试，优化程序性能和控制精度。
6.部署和维护：最终将程序部署到目标平台上，对电机进行稳定长期的运行和维护。
二、功能模块BLDC电机程序主要包括下述功能模块：1.传感器接口模块：负责与传感器进行通信，并读取电机运行过程中的实时参数，如转子位置、转速和电流等。
2. 转子位置估计模块：通过读取传感器的数据来估计转子的位置，可以采用霍尔传感器、编码器或者反电动势（back EMF）等方法进行位置估计。
3.控制算法模块：根据转子的位置和转速，使用相应的控制算法来生成转矩控制信号，控制电机的运行。
4.功率控制模块：根据控制信号，控制功率器件（如MOSFET）的开关状态，实现电机的正反转和转矩调节等功能。
5.保护模块：监测电机运行过程中的电流、温度和电压等参数，当参数异常时，进行相应的保护动作，以防止电机损坏。
6.通信接口模块：与上层控制系统进行通信，接受控制指令和返回电机运行状态等信息。
三、实现方法BLDC电机程序的实现方法如下：1.使用C/C++等高级编程语言编写程序，根据目标硬件平台的特性进行代码的优化和适配。
2.将功能模块划分为不同的函数或模块，使用模块化的方式进行程序开发，提高代码的可读性和可维护性。
有槽无刷直流电动机设计流程要点
永磁体磁化方向厚度 H m
环形磁钢 切向冲磁式磁钢
永磁体内、外极弧系数
mi
me
永磁体外径 Dm Di1 2
永磁体内径 Dmi D m 2H m
转子轭外径 De2 Dmi
转子轭内径 Di 2
紧圈外经 D2
2．永磁材料的选取 (从数据库 )
材料名
剩磁 Br 20
矫顽力 H c20
永磁体材料密度 m
层数 (单层或双层 )C
电枢绕组总元件数 Wc CZ 2
实际总导体数 N 2mW a
计算绕组每元件匝数 Ws
实际每槽导体数 Ns=N/Z
N 2Wc
计算绕组端部长度 l b
Dav 1. 2
2p
( Di1 D1 ) )
1.2
2
2p
9
计算电枢绕组每匝平均长度 Lav 2( L lb )
实取电枢绕组每匝平均长度 L av
空载转子轭磁密 B j 2 2b j 2 L
电枢齿磁场强度（从数据库查表） 电枢轭磁场强度（从数据库查表） 转子轭磁场强度（从数据库查表）
7
气隙磁势 F 1.6 K B 106
齿磁势 Ft 2H t ht 转子轭部磁势 F j 2 H j 2 L j 2 定子轭部磁势 F j1 H j 1 L j1
dc
4
导线最大截面积 Scmax
2
d cmax 4
槽满率计算公式选择 按裸线圆线计算 按裸线方线计算 按漆包线最大外径圆线计算 按漆包线最大外径方线计算
槽满率
a． K s
N sScnbr SS
b． K s
4N sScnbr SS
c． K s
N sSc max nbr SS