无感无刷直流电机之电调设计全攻略
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。
自制电调原理说明
无位置传感器直流无刷电机原理位置传感器的直流无刷电机的换向主要靠位置传感器检测转子的位置，确定功率开关器件的导通顺序来实现的，由于安装位置传感器增大了电机的体积，同时安装位置传感器的位置精度要求比较高，带来组装的难度。
研究过程中发现，利用电子线路替代位置传感器检测电机在运行过程中产生的反电动势来确定电机转子的位置，实现换向。
从而出现了无位置传感器的直流无刷电机，其原理框图如图3．1所示。
武汉理工大学硕士学位论文图2-1无位置传感器无刷直流电机原理图无位置传感器无刷直流电机(BLDCM)具有无换向火花、无无线电干扰、寿命长、运行可靠、维护简便等特点，而且不必为一般无刷直流电机所必须的位置传感器带来的对电机体积、成本、制造工艺的较高要求和抗干扰性差问题而担忧，因此应用前景广阔。
由图2-1无刷直流电动机的运行原理图可知，当电机在运行过程中，总有一相绕组没有导通，此时可以在该相绕组的端口检测到该绕组产生反电动势，该反电动势60度的电角度是连续的，由于电机的规格，制造工艺的差别，导致相同电角度的反电动势值是不同，如要通过检测反电动势的数值来确定转子的位置难度极大。
因此必须找到该反电动势与转子位置的关系，才能确定转子的位置。
由于BLDCM的气隙磁场、反电势、以及电流波型是非正弦的，因此采用直交轴坐标变化不是很有效的分析方法。
通常直接利用电机本身的相变量来建立数学模型。
假设三相绕组完全对称，磁路不饱和，不计涡流和磁滞损耗，忽略齿槽相应，则三相绕组的电压平衡方程则可以表示为：根据电压方程得电机的等效电路图，如图2．2所示：2．3．2反电势法电机控制的原理无刷直流电机中，受定子绕组产生的合成磁场的作用，转子沿着一定的方向转动。
电机定子上放有电枢绕组，因此，转子一旦旋转，就会在空间形成导体切割磁力线的情况，根据电磁感应定律可知，导体切割磁力线会在导体中产生感应电热。
所以，在转子旋转的时候就会在定子绕组中产生感应电势，即运动电势，一般称为反电动势或反电势哺1。
基于DSP控制无传感器的无刷直流电动机调速系统
文章编号:100320794(2006)022*******基于DSP 控制无传感器的无刷直流电动机调速系统石晓艳,刘淮霞(安徽理工大学,安徽淮南232001)摘要:介绍了基于T MS320LF2407DSP 控制的无位置传感器无刷直流电机调速系统。
系统通过反电动势法实现位置检测,同时给出了系统的硬件和软件构成。
最后通过实验证明该系统具有较宽的调速范围、优越的静态和动态特性。
关键词:无位置传感器;无刷直流电机;DSP中图号:T M33文献标识码:BB ased on DSP Control System for Sensorless B rushlelss DC MotorSHI Xiao -yan ,LIU H u ai -xia(Anhui Science and T echnology University ,Huainan 232001,China )Abstract :A control system for sens orless brushlelss DCm otor (BLDC M )based on T MS320LF2407DSP is pre 2sented.The system uses the back electrom otive force (E MF )method to realize rotor positioning by measuring the terminal v oltage.And the s oftware and hardware design s olution for this system are described.Experiment re 2sults indicate that control system has wide range of speed regulation ,excellent static and dynamic behavior.K ey w ords :sens orless ;BLDC M;DSP1 控制原理介绍(1)无位置传感器无刷直流电机的工作原理本文采用的是感应电动势法。
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。
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《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。
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《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
航模直流无刷无感电机调速控制系统设计
・
３ ０・
《 测控技术）０６年第 ２ 卷第 ７期 ２ｏ ５
航 模 直 流 无 刷 无 感 电机 调 速 控 制 系 统设 计
戴 敏， 曹 杰 ，史 金 飞
２０ ９ ） １０ ６ （ 东南 大学 机械工程系 ， 江苏 南京
摘要 ： 对航 模 用无 传 感器 无刷 直流 电机 的特 点 ， 针 设计 开发 了其专 用调 速控 制 系统 。首 先 分析 了无 传感
Ｓ ｍｅ ｂ ｓｃ ｔ ｏ ｉ ｓ ｓ ｃ ｓｍｅｈ ｄ ｆｐ ｓｔｏ ｔ ｃｉ ｎ ＰＷ Ｍ ｏ ｔｏ ｎ ｔｒｉｇ ｐ ｌ ｙ ｏ ｅ ｓ ｌｓ ｏ ａ ｉ ｈｅ ｒｅ ， ｕ ｈ ａ ｔ ｏ ｓ ｏ ｏ ｉ ｎ ｄｅｅ ｔｏ ， ｉ ｃ ｎ ｒ ｌａ ｄ ｓａｔｎ ｏ ｉ ｆｓ ｎ ｅ ｅ ｓ ＢＬＤ— ｃ ＣＭ ｒ ｓｅ ｔ ｄ ｉ ｈ ｒｔ Ｔｈ ｒ ｗａ ｅ ｄ ｓｇ ｉ ａ ｅ ｎ ＭＥＧＡ８ ｍｉｒ ｃ ｎｒ ｌｅ ． ｏ ｅ ｏ ｔｏ ｉ— ａ ｅ ｄｉｓ ｒｅ ｎ ｔ ｅ ｆ ｓ ． ｅ ｈａ ｄ ｒ ｅ ｉｎ ｓ ｂ ｓ ｄ ｏ ｉ ｃ ｏ ｏ ｔｏｌ ｒ Ｓ ｍｅ ｋ ｙ ｃ ｎｒ ｌｃｒ ｃ ｔ ｅ ｄｉｃ ｓ ｅ Ｆ ｎ ｌ ａ ｔｓ ｅ ｕ ｔｏ ｏ ｔｏ ｌｎ ｈｉｓ ｎｓ ｒｅ ｓ ＢＬＤＣＭ ｎ ａ ｒ ｍｏ Ｈｉ ｇ ｉ ｐ ｃｆｅ ． ｕｉ ａ ｓ ｕ ｓ ｄ． ｉ ａｌ ｅ ｔｒ ｓ ｌ ｆｃ ｎ ｒ ｌｉｇ ｍｕ — ｅ ｏ ｌ ｓ ｓｒ ｙ， ｉ ｅ ｏ ｄｅ ｎ ｓ ｓ ｅ ｉ ｄ ｉ
种 航 模 用 电机 的 测 试 结 果 。
关键 词 ： 无位 置传 感 器 ； 无刷 直流 电机 ； 制 系统 ； Ｅ Ａ 控 Ｍ Ｇ８ 中 图分 类 号 ：Ｍ３ １ Ｔ ０ 文献标 识 码 ： 文 章编 号 ：０ ０— ８ ９ ２ ０ ）７— ０ ０— ４ Ｂ １０ ８ ２ （０ ６ ０ ０ ３ ０
(完整版)无刷直流电动机无传感器控制方法
无刷直流电动机无传感器低成本控制方法关键词：无刷直流电动机无位置传感器控制可编程逻辑器件1 引言无刷直流电机的无传感器控制是近年来电机驱动领域关注的一项技术。
无位置传感器控制的关键在于获得可靠的转子位置信号，即从软、硬件两个方面间接获得可靠的转子位置信号来代替传统的位置传感器[1~3]。
采用无传感器控制技术的无刷电机具有结构简单、体积小、可靠性高和可维护性强等优点，使其在多个领域内得到了充分的利用[4]。
目前对于无传感器无刷电机的控制多采用单纯依靠DSP软件控制的方法[5]，但是由于控制算法计算量大，执行速度较慢，且DSP 成本较高，不利于以后向市场推广。
同时也出现了应用于无传感器BLDCM控制的一些专用的集成电路[6]，但由于这些芯片可扩展性和通用性较低，而且价格昂贵，只适用于低压、小功率领域。
为了扩展无传感器BLDCM应用领域，降低其控制系统的成本，扩充控制系统的功能，增加控制系统的灵活性，本文以MCU+PLD方式组成控制系统的核心，利用PLD数字逻辑功能，分担MCU 的逻辑运算压力，使MCU和PLD的功能都得到了最大程度的发挥。
对于无位置传感器BLDCM 控制系统，本文着重分析了换相控制策略和闭环调速，最后通过仿真和实验，验证了控制系统的合理性和可行性。
2 系统的总体硬件设计本文中所设计系统是以8位PIC单片机和PLD构成的硬件平台，硬件结构框图如图1所示。
图1 系统总体结构硬件框图功率逆变电路采用三相全桥逆变结构，电机定子绕组为Y接法，电机工作模式为三相6状态方式。
在本文无传感器控制方式中采用反电动势过零位置检测方法，位置检测电路根据电机端电压获取3路位置信号，将信号送入PIC单片机进行软件移相后得到3路换相信号，由可编程逻辑器件进行逻辑解码后输出6路驱动开关管的前极信号，通过驱动芯片IR2233产生驱动信号以控制各开关管的导通与关断。
该系统采用速度单闭环方式，通过改变PWM的占空比以达到调速的目的。
霍尼韦尔EZRUN MAX系列车用无感无刷电机电子调速器说明书
——20151015排线将电调和编程盒连通后，然后给电调接上电源，LCD 设定盒将显示出开机界面，按LCD 设定盒上任意按键，设定盒和电调开始建立通信，并显示“CONNECTING ESC” ，等待几秒后，将显示出当前的模式名 ，随后显示出第一个设置参数。
使用 “ITEM”和“VALUE” 按键即可更改设置参数，按“OK”键可将设置参数存入电调。
感谢您购买EZRUN MAX系列车用无感无刷电机电子调速器！无刷动力系统功率强大，错误的使用可能造成人身伤害和设备损坏。
请在使用设备前仔细阅读说明书，严格遵守规定的操作程序。
我们不承担因使用本产品而引起的任何责任，包括但不限于对附带损失或间接损失的赔偿责任；同时我们不承担因擅自对产品进行修改所引起的任何责任。
我们有权在不经通知的情况下变更产品设计、外观、性能及使用要求。
参数说明3有以下几种恢复出厂参数方法：1)利用SET键恢复出厂设置，方法如下：在油门摇杆处于中立点位置的任意时刻（除进行油门校调或编程设定时），按住 SET 键3秒以上，可恢复出厂设定。
红绿灯同时闪烁时表示恢复设定成功，出厂设定需重新上电方可生效。
2)利用LED参数设定卡恢复出厂设定：设定卡与电调连通后，按下“RESET”键，然后再按下“OK”保存，即可恢复出厂设置。
3)利用LCD多功能编程盒恢复出厂设定：设定卡与电调连通后，通过“ITEM”选项选到“RESTORE DEFAULT”项，然后再按下“OK”保存，即可恢复出厂设置。
1.启动阶段1)红灯持续快速闪烁：电调未检测到油门信号或电调内部存储的油门中点数值与遥控器不匹配。
2)绿灯闪烁N次：锂电节数检测，闪烁N次表示当前锂电为N节。
2.行驶阶段1)油门摇杆处于中点区域，红色和绿色LED均熄灭。
2)前进时，红色LED恒亮；当油门处于正向最大（100%油门）时，绿色LED也会点亮。
3)刹车时，红色LED恒亮；当油门处于反向最大且最大刹车力度设为100%时，绿色LED也会点亮。
无刷电调
无刷电调调速传动系统的各项重要指标：1）、调速范围：最高与最低转速相比。
2）、调速平滑性：相邻两档转速的差值越小越平滑。
3）、调速的工作特性：静态特性主要是调速后机械特性的硬度，对绝大多数负载，机械特性越硬，则负载变化时，速度变化越小，工作越稳定。
动态特性主要为升速和降速过程是否快而平稳。
当负载突然增减与电压突然变化时，系统转速能否迅速地恢复。
4）、调速系统的经济性。
主要从价格、调速运行效率、调速系统故障率，售后服务与支持等方面衡量。
5）、负载转矩特性：一般来说空气、水、油等介质对机械阻力基本上都是和转速二次方成正比。
即负载转矩TZ=KN²电动直升机航模用的动力一般为无刷直流电动机，无刷直流电动机的结构与交流永磁同步电动机相似，其定子上有多相绕组，转子上镶有永磁体，无刷直流电动机的优点和关键特征如下：1）本质上是多相交流电动机，但经过控制获得类似直流电动机特性；2）需要多相逆变器驱动；3）无电刷和换相器，即使在高转速下，也可得到较高的可靠性；4）效率高；5）低的EMI6）可实施无传感器控制；按照无刷直流电动机工作原理，必须有转子磁极位置信号来决定电子开关的换相。
装有转子位置传感器（例如霍尔元件）就称为有感无刷电机。
有感无刷电机装传感器检测电气相位可分为60°/120°/180°/240°/300°等。
根据电气相位的不同，电子换相驱动方式就略有不同，开关时序将不同，如6步换相180°变频：经过6个节拍，无刷电机的定子中将产生一个旋转磁场，带动转子转动，每个开关的一个状态在连续的3个节拍中保持不变，相当于在磁场中180°的范围内保持不变。
6步换相120°变频：则每个开关的一个状态在连续的2个节拍中保持不变，相当于在磁场中120°的范围内保持不变。
位置传感器的存在占用了电动机的一些空间、安装位置对准、需要引出线等问题，随着微机控制技术的高速发展，无位置传感器控制技术和方法也获得快速进展，利用无传感器技术，无刷直流电动机不必装专门的位置传感器，从而简化电动机结构和尺寸，减少了引线，进而降低电动机成本。
无刷直流电动机数学建模和双闭环调速系统设计
1.无刷直流电动机数学建模和双闭环调速系统设计1．1 基本电路根据三相无刷直流电动机的简化模型见图1-1，对其进行建模。
图1-1三相无刷直流电动机的等效电路图1．2 动态结构图与数学模型可得三相无刷直流电动机的动态数学模型框图如下：图1-2 BLDCM动态结构图三相无刷直流电动机转速，电流双闭环调速系统的动态结构图如图1-2所示，它包括电流滤波，专速滤波和两个给定滤波环节。
2、电流环设计2.1电流环动态结构以及简化图在图2-1中虚线框内就是电流环的动态结构图，可以看到在电流环内存在电动机反电动势产生的交叉反馈，它代表转速环输出量对电流环的影响。
由于转速环尚未设计，要考虑它的影响是比较困难的。
但是，在实际系统中，由于电枢回路的电磁时间常数1T 一般都要比电力拖动系统的机电时间常数m T 小的多，因而电流的调节过程往往比转速的变化过程快得多，也就是比电动机反电动势E 的变化快得多。
反电动势对电流环来说只是一个缓慢变化的扰动作用，当电流调节过程结束时，反电动势只有很小的变化。
因此在电流调节器得快速调节过程中，可以认为反电动势E 基本不变，即认为∆E ≈0.这样，在设计电流环时可以暂时不考虑反电势变化的影响，将作用于电流环的电势反馈作用断开，从而解除了交叉反馈，得到了如图2-2（a ）所示的忽略了反电势作用的电流环近似动态结构图。
再根据结构图的等效变换原则，并按近似处理方法将晶闸管触发与整流装置的滞后时间常数s T 和滤波时间常数oi T 合并成∑iT ，即将晶闸管触发和整流装置的传递函数stss e K -近似成惯性环节()1+s T K s s 后同()1+s T K oi s都当作小惯性环节近似处理，则s oi i T T T +=∑，从而得到图2-2B 所示的电流环简化结构图。
图2-1 转速电流双闭环调速系统的动态结构图图2-2(a)图2-2(b)图2-2 电流环的动态结构图及简化当然，上述简化都是有条件的：⎪⎪⎭⎫⎝⎛≤soi s ci T T T 1,1min 31ω 按典型I 型系统来选择电流调节器。
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。
无刷直流电机设计
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（毫秒极） (54)4. 利用T0延时（微秒极） (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。
航模直流无刷无感电机调速控制系统设计_戴敏
收稿日期:2005-12-06作者简介:戴敏(1977—),女,江苏泰兴人,在读博士研究生,主要研究方向为机械制造及其自动化技术。
航模直流无刷无感电机调速控制系统设计戴 敏,曹 杰,史金飞(东南大学机械工程系,江苏南京 210096)摘要:针对航模用无传感器无刷直流电机的特点,设计开发了其专用调速控制系统。
首先分析了无传感器无刷直流电机的位置检测方法、P WM 调制方式和启动策略等控制原理。
接着以MEGA8单片机为核心设计了硬件系统,对几个关键控制电路给出了原理图并进行了详细阐述。
最后还给出了系统控制多种航模用电机的测试结果。
关键词:无位置传感器;无刷直流电机;控制系统;ME GA 8中图分类号:T M 301 文献标识码:B 文章编号:1000-8829(2006)07-0030-04Desi gn of a Speed -Adjust m ent Control Syste m for Senseless B rushless DC M otorDA IM in 牞CAO Jie 牞S H I Jin -fei牗M echanica l Eng i neering Depart m ent 牞Sou t heast Unive rsit y 牞N an ji ng 210096牞China 牘Abst ract 牶A speed -ad j u st m ent contr o l syste m o f sense l e ss brushless DC m o tor i n aero m odelling is intr oduced .So m e basic t h eo ries 牞such asm e t h ods of position detection 牞P WM con trol and starting po licy o f senseless BLD -C M are disserted in t h e firs.t The hardwa r e design is based on MEGA 8m ic r ocontr o ll e r .So m e key control c ir -cuits are discussed .Fina ll y 牞a test resu lt of controlli n g m u lti -senso rless BLDC M in ae r o m odelling is specified .K ey w ords 牶senseless 牷br ush less DC m oto r 牗BLDC M 牘牷con tro l syste m 牷M E GA8 航模用无刷直流电机(BLDC M )具有体积小、重量轻、效率高和可靠性高等优点,由于航模领域的特殊性,对于电机的控制系统也提出了一些特殊的要求,其中最重要的就是要求控制系统的体积小、质量轻。
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。
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。
一种型三相无感无刷直流电机控制器设计
一种型三相无感无刷直流电机控制器设计一、引言无感无刷直流电机由于其高效率、高输出功率、高转速范围和无需换向装置等特点，在各种电动化系统中被广泛应用。
直流电机控制器是无刷直流电机工作的关键装置，负责驱动和控制电机的转速、转向和输出功率。
本文将介绍一种型三相无感无刷直流电机控制器的设计方案。
二、控制器原理该控制器采用电压源逆变型控制结构，原理如下：1.电源部分：直流电源经过滤波，得到稳定的高电压直流电源。
2.逆变器部分：电源经过逆变器转换为三相交流电压，驱动无刷直流电机。
逆变器采用全控桥式逆变电路，通过PWM技术控制开关器件的导通和断开，实现对输出交流电压的控制。
具体来说，逆变器的工作周期被分为多个小时段，每个小时段内通过对两个相邻导通的晶闸管进行控制，实现输出交流电压的正弦波控制。
3.电流检测：逆变器输出端电流经过电流检测电路进行采样和处理，得到电流的反馈信号。
4.速度控制：电流反馈信号与速度目标参考信号进行比较，经过PID控制算法进行处理，得到控制信号。
5.驱动信号：控制信号经过驱动电路放大后，用来控制逆变器开关器件的导通和断开。
6.转速反馈：通过使用霍尔传感器或者编码器等装置来检测转子位置，得到转速反馈信号。
三、设计方案1.控制芯片选择：选用高性能的数字信号处理器(DSP)作为控制器的核心芯片，用于实时采集和处理电流、速度等信号，并生成控制信号。
2.逆变器设计：选择功率开关器件，并设计逆变器电路。
根据电机的额定功率、工作电压和控制需求，确定电路的参数和元件。
3.电流检测电路设计：选择合适的电流传感器，并设计相应的检测电路，用于采集和处理逆变器输出端的电流信号。
4.速度控制算法设计：根据应用需求和电机特性，设计合适的PID控制算法，用于根据电流反馈信号和速度目标参考信号，生成控制信号。
5.驱动电路设计：选用合适的驱动器件，并设计驱动电路，用于放大控制信号，并驱动逆变器的开关器件。
6.转速反馈设计：根据应用需求，选择合适的转子位置检测装置，如霍尔传感器或者编码器等，用于检测转速反馈信号。
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。
无刷直流电动机的调速方法
无刷直流电动机的调速方法
无刷直流电动机的调速方法多种多样，常见的方法有以下几种： 1. 脉宽调制(PWM)控制法：通过调整PWM的占空比来调节电动机的转速。
这种方法简单易行，适用于大多数情况。
2. 电压调制控制法：通过调整电压的大小来控制电动机的转速。
这种方法可以实现高精度的调速，但是需要专门的控制器。
3. 矢量控制法：通过精确控制电动机的电流和电压来实现高精度的调速。
这种方法最为复杂，但是可以实现极高的精度和效率。
4. 直接转矩控制法：通过直接控制电动机的电流来实现精确的转矩控制。
这种方法适用于需要精确控制转矩的场合，如工业自动化等。
总的来说，无刷直流电动机的调速方法多种多样，需要根据具体的应用场合和要求选择合适的控制方法。
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自己DIY的无感无刷电调
自己DIY的无感无刷电调，M8做的，跑在8MHZPWM是32KHZ，MOS管用了6个，3个PMOS是4405，3个NMOS是4404先找了半块孔孔板1原理图参考德国做4轴高响应电调的网站，保留精华部分，他的花哨无用及错误电路删除/ucwiki/BrushlessCtrl焊上一个M8座，一片7805，3片NMOS，3片PMOS，若干电阻电容1焊好后的完整系统，图中右边是上次做【TWI总线驱动的60A有刷电调】时搞的调试器详见5iMX上的帖子：/bbs/viewthread.php?tid=212369&extra=page% 3D2相当于模型店卖的舵机测试器，不过我的是TWI驱动并非脉宽驱动1这是6间房上的无刷电机运行视频：/watch/4122894.html20G旧硬盘上拆下的无刷电机，贴上3块黑胶布，以便转速计可以精确识别11最小转速，表数除3约723转/分1最大转速，表数除3约7318转/分，8.4伏260mA加大电压和占空比，约转到9千多转时转子暴了，啪的一声电机卡死还好电源有保护，没有烧掉MOS管怪不得一般硬盘都是7200转的，再高它就废啦1本贴被 feng_matrix 编辑过,最后修改时间：2008-03-15,22:12:43.__________________________新版主要矛盾：人民日益增长的智商与ZF不断降低的道德及能力2008-03-15,21:37:07 资料邮件回复引用回复↑↑↓↓编辑广告投诉1rix 悟积分：1958派别：等级：------来自：上海这是电机运转中，其中一相的反相感生电动势EMF1为了汇编程序精简，换向提前角是30度（电角度），没有任何延时新西达的电机磁隙比较大，波形顶部的那个小弯估计就是换向太早造成的造成的结果是电流比较大，电机有轻微振动，启动时容易卡死电流大跟PWM开关频率也有关，我的程序PWM是32KHZ的空载KV比正常要高一些，8V时9400转，但是无刷系统的整体响应速度却高很多如果是硬盘电机波形就不会这样，硬盘电机高速时EMF是很圆滑的可以得出结论是磁隙越小EMF越平滑，电机运转越平稳给自己DIY电调的人友情提示一下，刚开始的时候选磁隙小的电机EMF容易控制哦！可惜硬盘电机的转子被我超速暴掉了，没来的及拍下EMF波形下面这个是油门变化时EMF的变化视频可以看出EMF形状与电机硬件有关，周期与幅度与转速有关/watch/4261509.html__________________________新版主要矛盾：人民日益增长的智商与ZF不断降低的道德及能力2008-03-15,21:50:48资料邮件回复引用回复↑↑↓↓编辑删除广告投诉、提议置酷【2楼】 feng_ma trix 悟积分：1958派别：等级：------ 来自：上海再补一个简单电路图，PCB板暂时没有1点击此处下载ourdev_231480.rar(文件大小:64K)本贴被 feng_matrix 编辑过,最后修改时间：2008-03-15,22:21:57.__________________________新版主要矛盾：人民日益增长的智商与ZF不断降低的道德及能力2008-03-15,21:55:59资料邮件回复引用回复↑↑↓↓编辑删除广告投诉、提议置酷【3楼】 tsb0574 能把详细的贴出来吗。
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3.1 电流检测..........................................................................................................................52 3.2 定时器延时与PWM信号 ................................................................................................53
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
无感V0.01
前 言 ..............................................................................................................................................1
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. 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
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
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. 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（毫秒极） ..........................................................................................54 4. 利用T0 延时（微秒极） ..........................................................................................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
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
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