无刷电机和Esc工作

在本教程中,我们将学习无刷电机和ESC工作。本文是以下视频的第一部分,我们将学习无刷直流电机和ESC(电子速度控制器)的工作原理,并在我们将在第二部分中了解如何使用Arduino控制BLDC电机

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BLDC电机包括两个主要部件,定子和转子。对于该图示,转子是具有两极的永磁体,而定子由如下图所示的线圈组成。

无刷电机主要零件 - 定子和转子

我们都知道,如果我们通过线圈施加电流,它将产生磁场,并且磁场线或磁极取决于电流方向。

通过线圈运行的电流产生的磁场

因此,如果我们应用适当的电流,线圈将产生磁场,该磁场将吸引转子永磁体。现在,如果我们在一个接一个地激活每个线圈,那么转子由于永久和电磁铁之间的力相互作用而保持旋转。

BLDC电机永久电磁铁之间的力相互作用

为了提高电动机的效率,我们可以以两个相对的线圈作为单个线圈作为单个线圈,从而产生对转子杆的相对杆,因此我们将获得双吸引力。

无刷电机线圈电磁手动力相互作用

通过这种配置,我们可以只有三个线圈或相位在定子上生成六个杆。我们可以通过同时激励两个线圈来进一步提高效率。以这种方式,一个线圈将吸引,另一个线圈将返回转子。

BLDC电机工作原理

为了使转子制作完整的360度周期,需要六个步骤或间隔。

BLDC电机电流波形

如果我们看一下当前波形,我们可以注意到在每个间隔中,有一个相位具有正电流,其中一个具有负电流和第三阶段的相位。这使我们能够将三个阶段中的每一个的自由端点连接在一起,因此我们可以在它们之间共享电流或使用单个电流同时为两个阶段激励两个阶段。

这是一个例子。如果我们将阶段高,或将其连接到正直流电压,用某种开关,例如MOSFET,以及另一侧,将相位B连接到地,然后电流将流过VCC,通过A相,中性点和B相,接地。因此,只有一个电流流动,我们产生了四个不同的杆,导致转子移动。

用单电流流动 - 无刷电机工作原理产生4个磁极

利用这种配置,我们实际上具有电动机阶段的星形连接,其中中性点在内部连接,并且阶段的其他三端从电机中出来,这就是无刷电机有三根电线出来的原因。

无刷电机恒星连接

因此,为了使转子制作完整周期,我们只需要在6个间隔中的每一个中激活正确的两个MOSFET,这就是ESC实际上的内容。

步进电机如何运作

在本教程中,您将学习步进电机的工作原理。我们将涵盖步进电机的基本工作原则,他们的驾驶模式和......

ESC工作如何(电子速度控制器)

ESC或电子速度控制器通过激活适当的MOSFET来控制无刷电机运动或速度以产生旋转磁场,使电动机旋转。频率或更快的ESC通过6间隔越快,电机的速度越高。

ESC工作如何 - 电子速度控制器

但是,这里是一个重要的问题,这就是我们如何知道何时激活哪个阶段。答案是我们需要了解转子的位置,并且有两个用于确定转子位置的常用方法。

第一个常用方法是通过使用霍尔效应嵌入定子中的传感器,彼此相同地布置120或60度。

无刷电机转子位置使用霍尔效应传感器

随着转子永磁体旋转霍尔效应传感器,感测磁场并为相对杆的一个磁极或逻辑“低”产生逻辑“高”。根据此信息,ESC知道何时激活下一个换向序列或间隔。

用于确定转子位置的第二常用方法是通过感测背部电动势或反电动积。由于产生磁场的精确相反的过程或者当移动或改变磁场通过线圈时,因此发生后部的EMF的结果发生,因此在线圈中引起电流。

背部电动机在无刷电机

因此,当转子的移动磁场通过自由线圈或不活跃的那个时,它将引起线圈中的电流流动,并且由于该线圈中将发生电压降。ESC捕获这些电压下降,并根据它们发生并基于它们预测或计算当前间隔时。

因此,即使我们增加了转子和定子的杆的数量,也是无刷直流电动机和ESC的基本工作原理,也是如此。我们仍然有一个三相电机,只有间隔的数量将增加,以完成一个完整的循环。

在这里,我们还可以提及BLDC电机可以是InRunders或Outrunners。Inrunner无刷电动机在电磁铁内的永磁体具有永磁体,反之亦然,超时电机在电磁铁外部具有永磁体。同样,他们使用相同的工作原理,每个工作原理都有自己的优势或劣势。

Inrunner VS Outrunner无刷电机

好的,这是足够的理论,所以现在让我们在现实生活中展示和看到我们上面解释的东西。为此,我们将我们将无刷电机的三个阶段连接到示波器。在单个点中连接3个电阻,使虚拟中性点和另一侧连接到BLDC电机的三个阶段。

将无刷电机连接到示波器我们可以注意到这三个正弦波。这些正弦波实际上是在不活动时在阶段生成的背部EFM。

在示波器上显示BLDC电机阶段和后退EMF

我们可以看到,随着我们改变电机的RPM,正弦波的频率会改变和幅度。RPM越高,后反电型电极电视波的频率越高。然而,驱动电机的驱动器实际上是这些峰值,这是产生变化磁场的有源阶段。

BLDC电机阶段激活在RIGOL DS1054Z示波器上显示

我们可以注意到,在每个间隔,有两个有效和一个非活动阶段。例如,在这里,我们有A和B处于活动,而C阶段C处于非活动状态。然后我们有阶段a和c活动,而b相位是非活动的,等等。

在这里,我想喊声banggood.com为我提供这个示波器。它是RIGOL DS1054z,它是其价格点的最佳入门级示波器之一。它有四个输入通道,50MHz带宽,可存储为100MHz,它具有1GSA / s的采样率和相对较大的存储深度为24MPt。

RIGOL DS1054Z SPI和I2C解码

显示器是7英寸,真的很好,明亮。它具有各种数学函数,低通和高通滤波器,SPI和I2C解码等等。如此,非常感谢Banggood.com,并确保在商店中查看此示波器。

尽管如此,这是无刷电机的基本工作原理。如果您想要一些更真实的实例并了解如何使用Arduino控制无刷电机,您应该检查本教程中的第二部分。

使用Arduino和Esc控制无刷电机

我希望你喜欢这个教程并学会了新的东西。请随意在下面的评论部分提出任何问题,不要忘记检查我的Arduino项目的集合足彩网女欧洲杯

4回复

  1. Waldir Vieira.

    非常好,我以一种非常简单而有趣的方式学习,似乎非常复杂,非常感谢。

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  2. 艾哈迈德

    谢谢先生
    我在Mz Phd项目中包括BLDC,你的视频教会了我很多
    谢谢很多,祝你一切顺利。

    回复

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