无感无刷电机基础
无刷无传感器直流电机控制原理
揭秘无刷无传感器直流电机控制原理目前常用的无刷直流电机控制方法可分为开环控制、转速负反馈控制和电压负反馈加电流正反馈控制等3 类。
其中开环控制方式适合于转速精度要求不高的场合,转速负反馈方式适合于机械特性要求比较硬、转速精度比较高的场合,而电压负反馈电流正反馈方式则应用于动态性能要求比较高的场合。
对于航模用的无刷直流电机,转速精度要求并不很高,使用开环控制方式就可满足要求。
图1 是无刷直流电机的电路原理图采用二相导通星形三相六状态控制策略时,其工作过程如下:wt = 0º电流:电源(+ )→T1→U→V→T4→电源(- )wt = 60º电流:电源(+ )→T1→U→W→T6→电源(- )wt = 120º电流:电源(+ )→T3→V→W→T6→电源(- )wt = 180º电流:电源(+ )→T3→V→U→T2→电源(- )wt = 240º电流:电源(+ )→T5→W→U→T2→电源(- )wt = 300º电流:电源(+ )→T5→W→V→T4→电源(- )wt = 360º电流:电源(+ )→T1→U→V→T4→电源(- )由此可看出,只要转子在合适的位置及时准确地切换相应的开关管进行换流,电机就能平稳旋转并获得最大的转矩。
1. 无位置传感器无刷直流电机位置检测方法选择无位置传感器无刷直流电机控制的一个关键点就是电机转子位置信息的检测与估计。
作者在设计中使用了反电动势过零法[4]对转子位置进行检测。
该方法具有线路简单、技术成熟、成本低廉等优点,当然也存在电机不转及转速很低时反电势无法检测的缺点。
对于这些不足,作者使用了软件优化等方法予以克服。
反电势过零法的工作原理如图2 所示,在任何时刻,电动机三相绕组只有两相导通,每相绕组正反相分别导通120º电角度。
通过测量三相绕组端子及中性点相对于直流母线负端(或正端)的电位,当某端点电位与中性点电位相等时,则此时刻该相绕组反电动势过零,再过30º电角度就必须对功率器件进行换相。
无感无刷电机控制电路知识点
无感无刷电机控制电路知识点
无感无刷电机控制电路是一种常见的电机控制方案,其特点是具有高效、低噪音和可靠性强等优点。
下面将从控制原理、电路设计和应用场景三个方面进行介绍。
一、控制原理
无感无刷电机控制电路的核心是通过传感器检测电机转子位置,然后按照一定的算法控制电流进行驱动。
与传统的有刷电机相比,无感无刷电机不需要刷子与转子直接接触,大大减少了摩擦和磨损,提高了电机的寿命和稳定性。
二、电路设计
无感无刷电机控制电路通常由功率电路和控制电路两部分组成。
功率电路主要包括电机驱动芯片、功率管和滤波电路等,用于将控制信号转化为电机驱动所需的高电流和高电压。
控制电路主要由微控制器或数字信号处理器组成,负责接收传感器反馈信号、计算电机的转子位置和速度,并实时调整电流输出,控制电机的运行状态。
三、应用场景
无感无刷电机控制电路在众多领域有着广泛的应用。
在家电领域,它常用于空调、洗衣机和冰箱等产品中,可实现高效、节能的运行。
在工业自动化领域,无感无刷电机控制电路广泛应用于机器人、传送带和自动化生产线等设备中,提高了生产效率和精度。
此外,无感无刷电机控制电路还被应用于电动车、无人机等交通工具中,以
提供高效、稳定的动力输出。
总结:无感无刷电机控制电路是一种高效、低噪音、可靠性强的电机控制方案。
通过传感器检测电机转子位置,控制电路实时调整电流输出,实现对电机的精确控制。
该技术在家电、工业自动化和交通工具等领域具有广泛的应用前景。
写出无感无刷直流电机的工作原理
写出无感无刷直流电机的工作原理示例文章篇一:哎呀,亲爱的朋友们,你们知道无感无刷直流电机是怎么工作的吗?咱就先来说说这电机吧,就像一个不知疲倦的小勇士,一直在努力工作着。
你想想啊,无感无刷直流电机里面有个定子,还有个转子,这俩家伙就像是一对好搭档。
定子呢,就好像是一个稳稳站在那里的指挥官,它身上有好多的绕组,这些绕组能产生磁场。
那转子呢?它就像个调皮的小孩子,在定子产生的磁场里欢快地转圈圈。
可它为啥能转起来呢?这就得说到电流啦!电流就像一股神奇的力量,不断地推动着转子转动。
每当电流改变方向,转子也跟着改变转动的方向,这不就一直转起来了嘛!这是不是有点像我们跑步,一会儿向左跑,一会儿向右跑,只不过电机的“跑步”速度可快多啦!你说,如果没有电流这个“大力士”在后面推,转子还能跑得起来吗?肯定不能呀!而且啊,无感无刷直流电机还有个特别厉害的地方。
它能通过一些巧妙的方法,自己感知到啥时候该改变电流的方向,就好像它有一双特别灵敏的“眼睛”。
比如说,它会根据转子的位置和速度来判断,这不就跟我们在捉迷藏的时候,通过小伙伴的声音和动作来判断他们藏在哪里一样吗?哎呀,这无感无刷直流电机可真是个聪明又勤劳的“小家伙”,不停地为我们服务,让好多机器都能顺利运转起来。
我觉得啊,这无感无刷直流电机的工作原理真是太神奇啦,它就像一个隐藏在机器里的魔法,默默地发挥着巨大的作用!示例文章篇二:哎呀呀,啥是无感无刷直流电机呀?这可把我难住啦!不过没关系,让我好好琢磨琢磨,给您讲讲。
您想想啊,电机就像一个超级大力士,能不停地干活儿。
而无感无刷直流电机呢,就是这个大力士家族里很厉害的一员。
它的工作原理,就像是一场精心编排的舞蹈。
里面有好多关键的角色,比如定子、转子、还有驱动电路。
定子,您就把它当成是舞台的背景,固定在那里不动。
转子呢,就像是舞台上跳舞的主角,不停地转呀转。
那它们怎么配合起来工作的呢?这就得说说驱动电路啦!驱动电路就像是导演,指挥着这场舞蹈。
BLDC无刷直流电机的原理及驱动基础
BLDC无刷直流电机的原理及驱动基础无刷直流电机(BLDC,也称为马达驱动)是电机和控制技术相结合的产品,电调控制电机的运行,从电流驱动角度来看,无刷直流电机可分为正弦波驱动和方波驱动。
通常,以方波驱动的电机称为无刷直流电机(BLDC),正弦波驱动的电机则为永磁同步电机(PMSM)。
无刷直流电机,跟永磁同步电机,基本结构相似,主要区别在于控制器电流的驱动方式不同。
产生相位差120度的正弦三相电,要不断的调整三路、或是六路PWM的占空比,这要求较高的处理速度。
给电机供相位差120度的方波,电机运转噪音虽大一些,但电机仍可以基本平稳的运转,方波驱动方式对处理器的速度要求低了很多。
所以方波驱动方式就广泛应用开来。
一、方波控制理论基础方波控制也叫六步控制,在一个电周期中,电机只有六种转态,或者说定子电流有六种状态(三相桥臂有六种开关状态)。
每一种电流状态都可看作合成一个方向的矢量力矩,六个矢量有规律地、一步接一步地转换,矢量旋转方向决定了电机旋转方向(顺时针或是逆时针),电机转子会跟着同步旋转。
在方波控制里,主要是对两个量进行控制,一个是电机转子位置对应的开管状态,有Hall时,通过Hall信息获取转子位置,无传感器时,通过反电动势信息获取转子位置,从而决定开管状态;第二个是PWM占空比的控制,通过控制占空比的大小来控制电流大小,从而控制转矩和转速。
二、方波算法实现步骤(1)Hall 方波控制:1.读取母线电流采样的AD 值,计算母线电流2.电流环计算应该给的PWM 占空比,控制电流为给定电流大小3. 读取hall 状态,根据Hall 状态与三相桥臂开管状态关系数组,得到相应的开管状态,每次hall 状态的跳变沿及为三相桥臂状态切换的时间点(也称为换相点)。
4. Hall 相邻状态间的扇区为一个电周期的六分之一,即为60°,用定时器可记录60°扇区所用的时间,从而计算电流频率,从而得到电机转速。
无刷直流电机基础
无刷直流电机基础引言无刷直流电机应用及其广泛,它可在家电、汽车、航空、医疗、工业自动化设备和仪器等各种各样的行业中使用。
从它的名称我们可以看出,无刷直流电机是不用电刷进行换向,而是采用电子器件进行换向的。
与有刷直流电机和异步电机相比,无刷直流电机有很多优点,具体表现如下:1、更好的转矩、转速特性2、快速的动态响应3、高效率4、寿命长5、工作无噪声6、较高的转速范围本文将重点讨论无刷直流电机的结构、工作原理、特性和它的主要应用。
附录B是关于无刷直流电机的常用专业术语。
无刷直流电机结构和工作原理无刷直流电机是同步电机的一种。
也就是说定子产生的磁场与转子产生的磁场具有相同的频率。
无刷直流电机的结构有单相、两相和三相。
无论哪种结构它的定子绕组数目和其类型相对应。
三相无刷直流电机是应用最广泛和最普遍的,本文重点讨论三相无刷直流电机。
定子无刷直流电机的定子是由定子冲片(钢片叠加而成)和放置在各个槽中的绕组组成(如图3所示)。
一般无刷直流电机的定子结构和同功率的异步电机是相同的,不同只是它绕组的分布方式。
大部分无刷直流电机的三相绕组是绕成星型的。
每相绕组都是由若干个线圈组成的。
每极下的绕组数目都是均等的。
无刷直流电机根据其定子绕组驱动电流的不同分为梯形和正弦波电机。
不通的连接方式会产生不同类型的反电动势,具体参考“反电动势的定义”章节。
从图1和图2中我们可以看出梯形波电机的反电动势是梯形的,正弦波电机的反电动势是正弦的。
同样,它们的相电流也是梯形和正弦的。
但是正弦波电机的输出转矩比梯形波电机的输出转矩更加平滑。
根据电机的额定功率,应该选择合适的输入电压。
汽车、机器人等产品中电机的电压是48V甚至低于48V,而在自动化器械、家用电器等工业应用中电机的电压为大于等于100V。
图3 无刷直流电机的定子图1 梯形波反电动势图2 正弦波反电动势转子转子是由永磁体组成的,磁钢的磁极N和S是交替放置的。
根据所需要的磁场密度选择合适的永磁体。
无感无刷电机基础
⽆感⽆刷电机基础⽆感⽆刷直流电机基础原理作者永夜极光技术探讨QQ542255641前⾔1.本⽂主要讲解⽆感⽆刷直流电机的基础原理部分,后续深⼊理解强烈推荐<<⽆感⽆刷电调设计全攻略>>2. 如果发现我哪些内容讲错了,请加QQ不吝指正。
永夜极光 2017年 2 ⽉1. ⽆刷直流电机基础知识1.1 三个基本定则搞电调不是设计电机,不要被⽆刷电机教材的磁路、磁导率、去磁曲线等术语吓倒,那些东西对搞电调的⼈来说,意义不⼤。
对⼊门开发者来说,只需要记牢三个基本定则:左⼿定则,右⼿定则,右⼿螺旋定则。
1.1.1 左⼿定则--通电导体在磁场中受到⼒的作⽤导体受⼒⽅向1.伸开左⼿,使⼤拇指和其余四指垂直2.把⼿⼼⾯向 N 极,四指顺着电流的⽅向,那么⼤拇指所指⽅向就是导体受⼒⽅向。
⼒的⼤⼩:F = BILsinθB为磁感应强度(单位 T)I为电流⼤⼩(单位 A)L 为导体有效长度(单位 m)F 为⼒的⼤⼩(单位 N),θ为: B 和I 的夹⾓。
1.1.2. 右⼿定则--导体切割磁感线,产⽣感应电动势电动势⼤⼩:E = vBLsinθv 为导体的运动速度(单位m/s)B 为磁感应强度(单位 T)L 为导体长度(单位m)θ为B和L的夹⾓。
1.1.3.右⼿螺旋定则--通电螺线管能够产⽣磁场磁场⽅向1.右⼿握住通电螺线管2.使四指弯曲与电流⽅向⼀致3.⼤拇指所指的那⼀端就是通电螺旋管的 N 极。
1.1.4.磁铁静⽌时的指向静⽌时,条形磁铁⽅向与磁场⽅向相同1.2电机基本概念电动机: 电动机也叫马达,电动机是将电能转换成机械能的部件。
转⼦: 电动机⼯作时转动的部分。
定⼦: 电动机⼯作时不转动的部分。
内转⼦电机:转⼦在定⼦内部外转⼦电机:转⼦在定⼦外部绕组: 绕组就是定⼦或者转⼦上的线圈,通电后就会形成⼀定的磁场,从⽽推动转⼦旋转磁极结构:后⽂的磁极只标明了表⾯的磁极,省略了不起作⽤的磁极极数: N极,S级的总数,右图电机有6极极对数: ⼀个南极(S极) ,⼀个北极(N极) ,算⼀对磁极极对数=级数÷2,右图电机有3极对机械⾓度: 就是数学中的“空间⼏何⾓度”,恒等于360度。
无刷电动机和无位置传感器的电动机讲解
无刷电动机前节中的永磁直流电动机用永磁体取代了定子上的励磁,但是仍然需要电刷换向器结构。
电刷换向器结构是普通直流电动机的特征和标志,它使转子上的导体在经过磁场的换向点的时候自动改变电流方向,导致定子同一磁极下导体的电流方向不变,转子的磁场始终与定子的磁场垂直,从而获得最大的也是稳定的转矩,保证了直流电动机优良的控制性能。
电刷换向器结构也是普通直流电动机的先天性的弱点,人们一直在探讨利用现代电子技术,实现既能取消电刷,又能达到直流电动机优良控制性能的方案。
这些方案中最著名的就是交流电动机的矢量控制,而无刷电动机也是在这个方向上发展所取得的成果。
这个发展的特点是转予采用恒定磁场,而将普通电动机中的电枢电路从转子转移到定子上去,这种励磁和电枢位置的互换对两者之间的相对运动没有影响,但是却避免了电刷换向器结构。
如果转子由外部直流电源励磁,那么转子还需要电刷和滑环,还只能称为无换向器电机。
如果采用永磁材料制作转子,那么就可称之为无刷电动机。
虽然感应电动机和后面将介绍的步进电动机也是无刷的,然而无刷电动机则是专指这样一些特种电动机,这些电动机的设计目的是具备与有刷直流电动机类似的性能,但是却没有电刷换向器结构所强加的限制。
无刷电动机具有基本相同的本体结构,另一个重要的共同点是运行时需要通过检测转子的位置来确定驱动电源的频率,因此无刷电动机在本质上属于自控变频同步电动机。
无刷电动机因其电枢绕组驱动电流形状的不同而分为两种类型:一种是方波永磁同步电动机,其电枢驱动电流为方波(梯形波通常被称为无刷直流电动机;另一种是正弦波永磁同步电动机,其电枢驱动电流为正弦波,常称为无刷同步电动机。
)无刷直流电动机无刷直流电动机的基本原理首先回顾一下传统的有刷直流电动机。
有刷直流电动机的转子上的电枢绕组由许多单独的线圈元件组成,一个单独的线圈元件在旋转时其输出转矩的幅度有很大的变动,实际上是按正弦规律变化的,其最大值出现在与定子磁场垂直的位置,而在换向位置时的值为零。
无感无刷电机笔记
最近一直在研究无刷电机驱动,随着资料和方案越看越多,觉得还是根据自己理解写一点心得,希望对大家有帮助,文章如有不对之处还望大家多多包涵。
好了,下面来进入正题一、无刷直流电机种类我们常见的无刷直流电机有两种,一种是带霍尔传感器的叫有感无刷直流电机;另外一种是航模常用的不带霍尔传感器的叫做无感无刷直流电机。
下面来简单介绍下两种电机之间的区别。
有感无刷电机在电机的内部会装有霍尔传感器,其安装的位置一般都是对称的,有30度、60度、120度,其重要功能是来反馈电机转子的位置,来告诉控制者什么时候可以换相了,还有可以根据其两次换相的时间来反馈电机的转速。
有感无刷电机一般都是用在工业级控制上面,其功率都偏大。
无感无刷电机是不带有霍尔传感器的,其输出线只有三根电机控制线,那么我们怎么来知道电机转子的位置和转速呢,还有我们怎么来驱动它,下面我们慢慢来分析其中的奥秘!二、无刷电机的驱动常用的电路在直流有刷电机驱动大家应该都知道用全桥电路来控制其的正反转,通过改变PWM 的占空比来改变其转速。
无刷电机的控制方式和其很相似,只是多了一对半桥。
上面的电路图是从其他论文上截图的,我们可以看出图右边是无刷电机的模型,其采用的是星型的连接方式。
其输出有三根线,常称其为:A相、B相、C相。
也有称呼为:U相、V相、W相。
左边的为功率变化驱动电路,上图采用的是NPN型的三极管,若用5V的单片机来驱动它,则高电平导通,低电平截止。
不知道大家注意到没有,每个三极管旁边都会有一个二极管,其作用很大,它起到一个续流的作用。
如果大家有研究过开关电源ZVS移相全桥拓扑的应该知道这个续流二极管的重要性。
上图是用MOS来驱动的,其可以过大电路,无刷电机驱动都是按照一定顺序来换相来推动转子的转动。
其上图的换相顺序ABàACàBCàBAàCAàCB。
每个相占60度的电角度,同时只有两相通电。
其通电上管和下管配合开通,注意同一相上的上下管不能同时开通,否则会造成电源短路,如Q1Q2。
无刷电机基础知识
无刷电机基础知识一、无刷直流电机基本概念无刷直流电机是随着半导体电子技术发展而出现的新型机电一体化电机,它是现代电子技术(包括电子电力、微电子技术)、控制理论和电机技术相结合的产物。
和普通的有刷直流电机利用电枢绕组旋转换向不同,无刷电机是利用电子换向并磁钢旋转的电机。
普通的直流电机是利用碳刷进行换向的,碳刷换向存在很大的缺点,主要包括1、机械换向产生的火花引起换向器和电刷摩擦、电磁干扰、噪声大、寿命短。
2、结构复杂、可靠性差、故障多,需要经常维护。
3、由于换向器存在,限制了转子惯量的进一步下降,影响了动态性能。
而无刷直流电机的命名就说明了电机的特性:在电机性能上和直流电机性能相近,同时电机没有碳刷。
无刷电机是通过电子换向达到电机连续运转目的的。
无刷电机的换向模式分为方波和正弦波驱动,就其位置传感器和控制电路来说,方波驱动相对简单、价廉而得到广泛利用。
目前,绝大多数无刷电机采用方波驱动,目前市场上的模型电机全部是方波驱动。
二、无刷电机的技术优势及劣势无刷电机的技术优势:1、良好的可控性、宽调速范围。
2、较高的可靠性、工作寿命长、无需经常维护。
3、功率因数高、工作效率高、功率密度大。
同样的,无刷直流电机也存在一定的技术劣势1、需要电子控制器才能工作,增加了技术复杂性和成本、降低了可靠性。
2、转子永磁材料限制了电机使用环境,不适用于高温环境。
3、有明显的转矩波动,限制了电机在高性能伺服系统、低速度纹波系统的应用。
三、无刷电机基本参数命名:外转子电机的命名原则,各个厂家有所不同,有以电机定子的直径高度来命名,也有以电机的直径高度来命名,我司的电机都是以电机定子的直径与高度来命名。
例如2212电机,指的是该电机定子直径22MM,高度8MM。
定子直径:硅钢片定子的直径定子高度(厚度):硅钢片定子的高度铁芯极数(槽数):定子硅钢片的槽数量磁钢极数(极数):转子上磁钢的数量匝数(T):电机定子槽上面所绕漆包线的圈数,注意,常规匝数指的是相邻2个槽所绕线圈数量的和,即一个槽绕8圈,另外一个也是8圈,就是16T。
无刷电机的工作原理
无刷电机的工作原理无刷电机是一种相对于传统有刷电机而言的新型电机,它采用电子换相技术代替了传统有刷电机中的机械换向装置。
无刷电机具有高效、低噪音、长寿命等优点,因此在许多领域得到了广泛的应用。
本文将介绍无刷电机的工作原理,包括无刷电机的基本构成、电子换相、转子位置检测和控制等内容。
一、无刷电机的基本构成无刷电机由转子和定子两部分组成。
转子是电机的旋转部分,通常由永磁体组成。
定子是电机的固定部分,由绕组和铁心组成。
无刷电机的转子内部有若干个磁极,磁极可以是永磁体或者通过电流产生的临时磁极。
定子绕组通常有三组,每组绕组的位置互相偏移120度。
这种结构使得无刷电机能够按照一定的顺序进行电流控制,从而实现转子的旋转。
二、电子换相传统的有刷电机通过机械换向实现电流的改变,从而驱动转子旋转。
而无刷电机通过电子换相来实现相同的效果。
电子换相是指通过电子器件实现绕组的切换,进而改变电流方向和大小。
在无刷电机中,绕组由交流电源供电,通过不同的电晶体或者功率晶体管来控制绕组的通断。
通过适时切换绕组的通断,可以使得电流按照一定的顺序流过各个绕组,从而产生转子的旋转力。
三、转子位置检测为了实现准确的电子换相,无刷电机需要检测转子的位置。
一种常用的转子位置检测方法是采用霍尔传感器。
霍尔传感器是一种能够检测磁场的传感器,可以通过测量磁场的变化来确定转子的位置。
通过将多个霍尔传感器安装在转子和定子之间的间隙中,可以实时地检测转子磁极的位置。
根据转子位置的不同,可以确定绕组的通断顺序,从而实现准确的电子换相。
四、控制无刷电机的控制通常采用闭环控制方法。
闭环控制通过根据转子位置的反馈信号来实时调整绕组的电流控制,保证电机的稳定运行和精确控制。
通过微处理器或者专用控制芯片,可以实时采集转子位置信号并进行处理,然后控制电子器件的驱动,实现闭环控制。
五、工作原理总结无刷电机的工作原理可以简述为:通过电子换相控制绕组的通断,实现电流的变换;通过转子位置检测确定合适的换相时机;通过闭环控制实时调整电流控制,实现电机的稳定运行和精确控制。
无刷电机无感驱动原理
无刷电机无感驱动原理
嘿,朋友们!今天咱就来好好唠唠无刷电机无感驱动原理!
你想想看啊,咱平时用的那些电器,很多里面可都有无刷电机呢!比如说那个厉害的无人机,它能在空中那么灵活地飞,无刷电机可功不可没!这无刷电机无感驱动原理啊,就像是一个神秘的魔法。
你知道吗?这无刷电机工作起来就像一场精彩的舞蹈!电流就像是音乐的节奏,指挥着电机里的各个部件精确地行动。
而无感驱动呢,就像是舞者不用眼睛看也能准确跟上节奏一样神奇!哇哦,是不是超级酷?
比如说,咱们骑的电动车,它的动力来源很大一部分就是无刷电机无感驱动呀!原本你可能觉得,不就是个电机嘛,有啥特别的。
但当你深入了解后,你就会惊叹:“天哪,原来这里面这么复杂这么神奇!”这就好比发现了一个一直被你忽略的大宝藏一样让人兴奋!
无刷电机无感驱动原理其实并不难理解啦!它主要就是通过一些巧妙的设计和技术,让电机能够高效、无声地运转。
就好像一个默默奉献的小英雄,虽然你平时可能不太注意到它,但它却一直在为你的生活带来便利!就拿咱
们家里的电风扇来说,要是没有无刷电机无感驱动,那噪音可能大得让你头疼!
现在,你是不是对无刷电机无感驱动原理特别好奇,特别想知道更多呢?哈哈,那就自己去深入探索吧,你会发现更多的惊喜和奇妙之处!总之,无刷电机无感驱动原理真的是超级厉害的存在,给我们的生活带来了太多的便捷和美好呀!。
无感驱动无刷电机mos管接法
无感驱动无刷电机MOS管接法1. 了解无感驱动无刷电机无感驱动无刷电机是一种常用于电动车、无人机、工业自动化等领域的电机驱动技术。
它使用无感触发技术,通过电子器件实现对电机的控制,不再需要传统的位置传感器。
传统的无刷电机驱动通常需要使用霍尔传感器等位置传感器来检测转子位置,以确定电机的转速和位置。
然而,这些传感器不仅增加了系统的复杂性和成本,还容易受到环境干扰和磨损影响。
无感驱动无刷电机采用了一种称为“无感触发”的技术,通过电机内部的反电势信号来确定转子位置,从而实现对电机的控制。
这种技术不仅简化了系统结构,还提高了电机的可靠性和稳定性。
2. MOS管接法MOS管(金属氧化物半导体场效应管)是无感驱动无刷电机中常用的关键元件之一。
它的作用是将电机的电源与地连接,控制电机的通断。
MOS管的接法主要包括三种:高侧驱动、低侧驱动和半桥驱动。
2.1 高侧驱动高侧驱动是指将MOS管的源极连接到电机的正极,而漏极接地。
这种接法可以有效地控制电机的通断,但需要使用一个高侧驱动电路来提供足够的驱动电压。
高侧驱动电路通常由一个NPN晶体管和一个电阻组成。
晶体管的基极通过一个电阻与MOS管的栅极相连,而集电极则连接到电机的正极。
当晶体管导通时,电流通过电阻流向MOS管的栅极,使其导通;当晶体管截止时,电压通过电阻流向MOS管的栅极,使其截止。
2.2 低侧驱动低侧驱动是指将MOS管的漏极连接到电机的负极,而源极接地。
这种接法相对简单,不需要额外的驱动电路,但需要注意MOS管的额定电压和电流。
低侧驱动的原理是通过控制MOS管的栅极电压来控制其通断。
当栅极电压高于一定阈值时,MOS管导通;当栅极电压低于阈值时,MOS管截止。
2.3 半桥驱动半桥驱动是指将两个MOS管分别连接到电机的正负极,实现对电机的正反转。
这种接法需要使用一个驱动电路来控制两个MOS管的通断。
半桥驱动电路通常由一个PWM信号源、两个NPN晶体管和两个电阻组成。
无感无刷
无感无刷直流电机的驱动原理二二导通方式和三三导通方式无感无刷直流电机的驱动原理二二导通方式和三三导通方式如图1,这是最常见的无刷电机的加电顺序图。
电机每转一圈,有六个不同的状态,每个状态有60度。
也称作,二二导通方式。
每个状态都有两相绕组通电,另一组关闭。
我是这么理解,按转子转动的位置,切换不同的加电状态。
只要按一定的顺序循环加电,电机就可不停的转动。
调节绕组上的电压(PWM),就可实现调速。
下面再来说说无传感器的转子位置检测方法。
反电动势(EMF)检测方法。
如图2,这是无刷直流电机的反电动势(EMF)图。
图中的虚线,表示该相的反电动势(EMF)的波形。
反电动势(EMF)和1/2电机电压的交点,称为过零点(ZERO)。
图中可以看出,零点(ZERO)要比换相角度提前30度。
只要检测到零点(ZERO),再延时30度,就可以知道转子的位置。
只要循环检波零点(ZERO),准确换相,就可实现电机的转动。
由于刚开始接触摸,先不深入讨论30度的延时问题,也可就是说提前30度换相。
原因是网站已经有网友成功的案例。
下面再说说零点(ZERO)的检测方法。
如图3,采用三个电阻的作用是不论电机是在哪个状态上,都能保证比较器的负板输入端为1/2的电机电压。
比较器的正极输入端,通过一个多路电子开关,在不同的状态,切换到不同的绕组端口。
就可检测到每个状态的过零点。
==================================================== ====无刷直流电机的逆变器三相桥式主电路的控制方式有2种:二二导通方式和三三导通方式。
2种方式下的开关管导通规律及其三相绕组的反电动势波形如图2所示。
2种工作方式,每个周期都有6种导通状态,每隔60。
电角度工作状态改变次。
二二导通方式下,任意时刻只有2个开关管同时导通。
开关管的导通顺序:VT1、VT2-> VT2、VT3-> VT3 、VT4 ->VT4、VT5-> VT5、VT6->VT6、VT1。
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。
无感无刷电机的原理及应用
无感无刷电机的原理及应用1. 引言无感无刷电机(Brushless DC Motor,简称BLDC)是一种采用电子换相技术的直流电机,相对于传统的有刷直流电机具有更高的效率和更低的维护成本。
本文将介绍无感无刷电机的工作原理,以及其在各个领域中的应用。
2. 无感无刷电机的工作原理无感无刷电机是通过电调驱动器控制,其工作原理可以分为以下几个步骤:2.1 借助霍尔传感器进行定位无感无刷电机通常内置了三个霍尔传感器,用于检测转子的位置。
霍尔传感器会根据转子磁场的变化产生电信号,通过判断三个传感器输出的电信号组合来确定转子的位置。
2.2 电调驱动器进行换相控制根据霍尔传感器的输出信号,电调驱动器会根据预定的换相顺序进行相应的控制,以驱动电机正常转动。
换相顺序通常为1-3-2-6-4-5,也可以根据具体需求进行调整。
2.3 通过PWM信号控制电机转速电调驱动器通过调整PWM(脉宽调制)信号的占空比来控制电机的转速。
占空比越大,电机转速越快,反之则转速越慢。
3. 无感无刷电机的应用3.1 电动工具无感无刷电机广泛应用于各类电动工具,例如电动钻、电动螺丝刀、电动锤等。
相比传统的有刷电机,无刷电机具有更高的效率和更长的使用寿命,能够提供更强大的动力输出。
3.2 汽车和航空无感无刷电机在汽车和航空工业中也得到了广泛的应用。
如今许多新能源汽车都采用了无刷电机作为驱动力源,其高效率和低噪音的特点使得电动汽车具备与传统燃油汽车相当的性能。
3.3 家电产品无感无刷电机还被应用于家电产品中,例如洗衣机、冰箱、洗碗机等。
相较于传统的有刷电机,无刷电机在性能、噪音和能耗等方面都有较大的优势。
3.4 航空航天在航空航天领域,无感无刷电机也是不可或缺的一部分。
它们被使用在飞机中的辅助动力单元、电子推进系统和机载设备中。
由于无刷电机体积小、重量轻,且具有较高的功率密度和效率,因此非常适合航空航天应用。
3.5 其他领域应用除了上述领域,无感无刷电机还在许多其他领域得到广泛应用,如机器人技术、医疗器械、电池动力工具等。
无位置传感器直流无刷电机原理
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。
无刷电机基础知识
5、直流无刷电机就是依靠改变输入到无刷电机定子线圈上的电流波交变频率和波形,在绕组线 圈周围形成一个绕电机几何轴心全转的磁场,这个磁场驱动转子上的永磁磁钢转动,电机就转 起来了,电机的性能和磁钢数量、磁钢磁通强度、电机输入电压大小等因素有关,更与无刷电 机的控制性能有很大关系,因为输入的是直流电,电流需要电子调速器将其变成3相交流电,还 需要从遥控器接收机那里接收控制信号,控制电机的转速,以满足模型使用需要。
三、无刷电机结构
1、无刷电机的前盖、中壳、后盖主要是整体结构件,起到构建电机整体结构的作用;
2、外转子无刷电机的外壳同时也是磁铁的磁路通路,所以外壳必须是导磁性的物质构成;
3、内转子的外壳只是结构件,所以不限定材质。
4、但内转子电机比外转子电机多一个转子铁芯,这个转子铁芯的作用同样也是起到磁路通路的 作用。
三相线分开,电机可以轻松转动 三相线合并,电机转动阻力非常大
5、磁铁:是安装在转子上,是无刷电机的重要组成部分,无刷电机的绝大部分性能参数都与磁 铁相关,包括功率、转速、扭矩等。
6、硅钢片:是有槽无刷电机的重要组成部分,无槽无刷电机是没有硅钢片的,但是目前绝大多 数的无刷电机都是有槽的。它在整个系统中的作用主要是降低磁阻、参与磁路运转。
7、转轴:是电机转子的直接受力部分,转轴的硬度必须能满足转子高速旋转的要求。
2、普通的碳刷电机旋转的是绕组,而无刷电机不论是外转子结构还是内转子结构旋转的都是磁 铁。所以任何一个电机都是由定子和转子共同构成的;
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。
无刷电机知识学习
对无刷电机存在的误区其实,无刷电机属于交流电机,是三相交流永磁电机的一种,输入模型无刷电机3根导线的电流是交流电,只不过这种交流电不是50HZ的市电正弦波,而是从无刷电机控制器(俗称无刷电调)调制出来的三相交变矩形波,频率比50HZ高很多,且随电机转速变化而变化.无刷电机结构解析结构上,无刷电机和有刷电机有相似之处,也有转子和定子,只不过和有刷电机的结构相反;有刷电机的转子是线圈绕组,和动力输出轴相连,定子是永磁磁钢;无刷电机的转子是永磁磁钢,连同外壳一起和输出轴相连,定子是绕组线圈,去掉了有刷电机用来交替变换电磁场的换向电刷,故称之为无刷电机(Brushless motor)总结:1.有刷电机:定子为永磁磁钢,转子为线圈绕组,与动力输出轴相连。
2.无刷电机:定子为线圈绕组,转子为永磁磁钢,与动力输出轴相连。
无刷电机简明运行原理简单而言,依靠改变输入到无刷电机定子线圈上的电流波交变频率和波形,在绕组线圈周围形成一个绕电机几何轴心全转的磁场,这个磁场驱动转子上的永磁磁钢转动,电机就转起来了,电机的性能和磁钢数量、磁钢磁通强度、电机输入电压大小等因素有关,更与无刷电机的控制性能有很大关系,因为输入的是直流电,电流需要电子调速器将其变成3相交流电,还需要从遥控器接收机那里接收控制信号,控制电机的转速,以满足模型使用需要。
总的来说,无刷电机的结构是比较简单的,真正决定其使用性能的还是无刷电子调速器,好的电子调速器需要有单片机控制程序设计、电路设计、复杂加工工艺等过程的总体控制,所以价格要比有刷电机高出很模型无刷与有刷电机性能比较有刷电机的缺点模友们可能觉得奇怪,怎么一上来就挑有刷的毛病;呵呵,我把下面的缺点说出来,大家就知道有刷电机的毛病不小了。
1、摩擦大,损耗大老模友们在以前玩有刷电机的时候都碰到这个问题,那就是使用电机一段时间以后,需要打开电机来清理电机的碳刷,费时费力,维护强度不亚于来一次家庭大扫除。
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]~无感无刷直流电机基础原理$;前言1.本文主要讲解无感无刷直流电机的基础原理部分,后续深入理解强烈推荐<<无感无刷电调设计全攻略>>2. 如果发现我哪些内容讲错了,请加QQ不吝指正。
永夜极光 2017年 2 月1. 无刷直流电机基础知识三个基本定则搞电调不是设计电机,不要被无刷电机教材的磁路、磁导率、去磁曲线等术语吓倒,那些东西对搞电调的人来说,意义不大。
对入门开发者来说,只需要记牢三个基本定则:左手定则,右手定则,右手螺旋定则。
左手定则--通电导体在磁场中受到力的作用导体受力方向1.伸开左手,使大拇指和其余四指垂直2.把手心面向 N 极,四指顺着电流的方向,那么大拇指所指方向就是导体受力方向。
力的大小:F = BILsinθB为磁感应强度(单位 T)I为电流大小(单位 A)L 为导体有效长度(单位 m)F 为力的大小(单位 N),θ为: B 和I 的夹角。
右手定则--导体切割磁感线,产生感应电动势电动势大小:E = vBLsinθv 为导体的运动速度(单位m/s)B 为磁感应强度(单位 T)L 为导体长度(单位m)θ为B和L的夹角。
右手螺旋定则--通电螺线管能够产生磁场磁场方向1.右手握住通电螺线管2.使四指弯曲与电流方向一致3.大拇指所指的那一端就是通电螺旋管的 N 极。
磁铁静止时的指向静止时,条形磁铁方向与磁场方向相同电机基本概念电动机: 电动机也叫马达,电动机是将电能转换成机械能的部件。
转子: 电动机工作时转动的部分。
定子: 电动机工作时不转动的部分。
内转子电机:转子在定子内部外转子电机:转子在定子外部绕组: 绕组就是定子或者转子上的线圈,通电后就会形成一定的磁场,从而推动转子旋转磁极结构:后文的磁极只标明了表面的磁极,省略了不起作用的磁极极数: N极,S级的总数,右图电机有6极极对数: 一个南极(S极) ,一个北极(N极) ,算一对磁极极对数=级数÷2,右图电机有3极对机械角度: 就是数学中的“空间几何角度”,恒等于360度。
电角度: 磁场每转过一对磁极,导体的电动势变化一个周期,定义一个周期为360°电角度。
电角度=机械角度*极对数若电机有K对极,那么整个定子内圆有K*360°电角度,右图电机有4对极,因此一圈是360°机械角度,1440°电角度KV值: 输入电压每增加 1 伏特,无刷电机空转转速增加值转速=KV*电压1.比如KV=1000,那么当输入电压10V时,空转转速就是10000rpm (rpm=转/分钟)2.同系列同外形尺寸的无刷电机,根据绕线匝数的多少,会表现出不同的 KV 特性。
绕线匝数多的,KV 值低,最高输出电流小,扭力大;绕线匝数少的,KV 值高,最高输出电流大,扭力小。
霍尔传感器:霍尔传感器感应磁场方向,并输出高低电平(”1”和”0”),根据霍尔传感器的输出值,就能确定转子的位置。
开环:不将控制的结果反馈并影响系统闭环:将控制结果反馈并影响系统死点:转子在这些位置,电机无启动力矩,一般是转子磁场与定子磁场方向平行软启动:使PWM的占空比缓慢上升到设定值N,P: N槽数,P极数,这与电机的结构有关顿感:用手转动转子,可感觉到的一顿一顿的感觉转一周顿感的次数 = N和P的最小公倍数。
比如12N8P的电机,转一周将感受24次顿感。
顿感强的电机与顿感弱的电机相比,启动起来费力一些无感无刷电机: 无感指没有霍尔传感器,无刷指没有碳刷内转子无刷直流电机的工作原理转子(磁铁)受力情况分析i.转子磁场方向与外部磁场方向垂直通电螺旋管产生磁场,磁铁受到力的作用此时,转子所受的力矩最大(不是力最大),转子受力转动力矩公式(T= FLsinα),此时sinα=1,力矩最大ii.转子磁场方向与外部磁场方向平行此时,磁铁受力最大,力矩=0,转子不会转动力矩公式(T= FLsinα),此时sinα=0,力矩最小注意:N,S极可以调换位置,力不变,斥力变成引力iii.转子从垂直位置转到水平位置由于惯性,还会继续顺时针转动,此时改变电流方向,外部磁场方向变化了,转子就会继续顺时针转动。
这样不断改变螺线管中的电流方向,那么转子就会不停转动,改变电流方向这个动作就叫换相。
注意:何时换相只与转子的位置有关,而与转速无关。
三相二极内转子电机结构实际电机绕组结构很复杂,这里只对最简单的三相两极电机原理进行分析,多极电机的原理是类似的。
1.右图显示了定子绕组的联结方式(转子未画出),三个绕组以“Y”型的方式被联结在一起。
整个电机就引出三根线 A, B, C。
2.当三根线 A, B, C之间两两通电时,有 6 种情况,分别是 AB, AC, BC, BA, CA, CB3.每次通电,根据磁铁静止指向,转子的N极趋向于与外部合磁场方向平行转动原理注意:转子N极始终趋向于与合磁场方向平行。
图(a)中,AB 相通电,转子N极会往绿色箭头方向对齐,当转子到达图(a)中绿色箭头位置时,换相(改成 AC 相通电),转子就会继续转动,并往图(b)中的绿色箭头方向对齐,当转子到达图(b)中箭头位置时,再次换相,改成 BC相通电,依此类推。
当外线圈完成 6 次换相后,内转子正好旋转一周(即360°)转一圈的换相次数为了保持电机转动,需要不断改变电流的方向,每完成一个电周期,需要换相6次,也就是每60°电角度要换相一次(注意是电角度,不是机械角度)2级电机: 1圈=360°电角度,转一圈换相360÷60=6次4级电机: 1圈=720°电角度,转一圈换相720÷60=12次正反转改变通电的顺序就能够实现正反转. 换相位置何时换相换相的时候,力矩大小会突变,如果力矩波动过大,电动机就会抖动,为了减少抖动现象,就要让力矩平滑变化,因此换相的最佳位置: 最大力矩处,落后30°电角度 (电角度,不是机械角度!!!!)为什么在最大力矩处,落后30°电角度换相因为每60°电角度换相一次,因此要让力矩最大点位于转子转动的中间时刻,那么在最大转矩处落后30°电角度的位置换相,换相后转子位置超前力矩最大处30°电角度,运行30°电角度后转矩最大,再运行30°电角度后换相,整个60°运行期间,转矩波动最小。
转矩:力矩力矩最大位置:转子磁场方向与线圈合磁场方向垂直多种换相位置的转矩波动分析(1)如果在转矩为0时换相,那么每60°电角度的转矩的变化图像如下一个电周期换相6次,转矩变化图像如下(2)如果在最大转矩处换相,那么每60°电角度的转矩的变化图像如下一个电周期换相6次,转矩变化图像如下(3)如果在转矩最大处落后30°电角度换相(与磁场方向呈(90°机械角度 - 30°电角度)),那么每60°电角度的转矩的变化图如下一个电周期换相6次,转矩变化图像如下综上所述,在力矩最大处落后30°电角度换相,力矩波动最小注意:不要混淆机械角度和电角度假设是二级电机,那么换相时转子N极与磁场方向成90°机械角度 - 30°电角度(30°机械角度)=60°机械角度假设是四级电机,那么换相时转子N极与磁场方向成90°机械角度 - 30°电角度(15°机械角度)=75°机械角度. 获取转子位置我们知道了转子的最佳换相位置,但是只有知道转子的实际位置,再结合理论进行判断才能正确换相,如何知道转子的实际位置呢有霍尔电机和无霍尔电机获取转子位置的方法并不同,有感无刷电机通过霍尔传感器获取位置,无感无刷电机有多种方法,常用反电动势法有霍尔电机获取转子位置的方法--读取霍尔值电机上装了3个霍尔传感器,根据不同的磁场强度,霍尔传感器的值为1(高电平),或0(低电平),如下图所示。
3个霍尔传感器,共有2*2*2=8种组合000 001 010 011 100 101 110 111其中000,和111是无效组合,剩下的6种组合,每种组合都确定了转子的一个位置无霍尔电机获取转子位置的方法--反电动势法反电动势法就是测量第三相的反电动势,因为在 AB 相通电时,A,B两相切割磁感线产生的反电动势方向不变,未通电的一相(CN)反电动势方向会改变,如下图所示反电动势:产生的感应电动势与外加电源的方向相反,所以叫反电动势C相电压Ec=CC’电动势+中点电压将中点电压与Ec电压在比较器中进行比较,比较器输出会在换相后30°电角度时发生跳变(高电平变低电平,或低电平变高电平),说明转子已转过30°电角度,到达了 t0 和 t1 中间的位置,只要再等30°就可以换相了。
一个电周期(360°电角度),3相电机的电流和反电动势变化图. 换相策略与优化理论上比较器跳变之后30°电角度换相,问题是电机转过30°电角度到底要多久时间实际上到底何时换相呢方法一: 认为电机匀速转动,记录AB通电到C相过零的时间t,后半段所需时间也是t方法二: 检测到过零事件后,直接换相,此方法损失一点效率,但控制简单如何控制好换相时刻来提高电机效率定子产生的任意方向磁场都可以被分解平行和垂直于转子磁场方向的,正交的磁场产生旋转力,平行的磁场产生对轴承的压力,因此,一个高效的无刷电机驱动的功能就是减少相互平行磁场,让相互正交的磁场最大化。
矢量控制法通过上面的分析,我们发现每60°换相一次,效率依然很低,进一步提高效率的方法就是矢量控制法。
固定的通电线圈产生固定的磁场方向,这完全由通过线圈的磁通大小和流经线圈的电流相互作用决定的。
三组线圈产生的磁场形成一个合磁场,通过不断改变每相线圈的电流大小,从而改变合磁场的方向,让合磁场方向与转子磁场方向始终垂直,从而提高了效率。
本攻略不详细说明矢量控制法,感兴趣的可以自行搜索。
电机调速原理无刷直流电机的转速和电压是线性关系,由KV值可知,转速=KV*输入电压单片机并不能输出可调的直流电压,于是只好变通一下,用脉宽调制(PWM)方式来控制电机的输入电压,PWM 占空比越高,等效电压就越高,转速越快一圈要换相多少次每60°电角度换相一次2对极1圈有720°电角度,换相720÷60=12次4对极1圈有1440°电角度,换相1440÷60=24次梯形波/方波无刷电机磁感应强度 B 的分布情况为什么反电动势波形是梯形波这与无刷电机的磁感应分布强度有关梯形波无刷电机的磁感应强度现在来看一下内转子磁感应强度的分布(图1,与图2),定义磁感应强度方向向外为正0~A点,磁感应强度为零,然后开始线性增加AB段: 磁感应强度不变B~180°: B 点开始线性下降,到 180°的时候下降到零。