无传感器PSMS马达FOC控制算法详解

无刷直流电机的驱动及控制

无刷直流电机驱动 James P. Johnson, Caterpiller公司 本章的题目是无刷直流电动机及其驱动。无刷直流电动机（BLDC）的运行仿效了有刷并励直流电动机或是永磁直流电动机的运行。通过将原直流电动机的定子、转子内外对调—变成采用包含电枢绕组的交流定子和产生磁场的转子使得该仿效得以可能。正如本章中要进一步讨论的，输入到BLDC定子绕组中的交流电流必须与转子位置同步更变，以便保持磁场定向，或优化定子电流与转子磁通的相互作用，类似于有刷直流电动机中换向器、电刷对绕组的作用。该原理的实际运用只能在开关电子学新发展的今天方可出现。BLDC电机控制是今天世界上发展最快的运动控制技术。可以预见，随着BLDC的优点愈益被大家所熟知且燃油成本持续增加，BLDC必然会进一步广泛运用。 2011-01-30 23.1 BLDC基本原理 在众文献中无刷直流电动机有许多定义。NEMA标准《运动/定位控制电动机和控制》中对“无刷直流电动机”的定义是：“无刷直流电动机是具有永久磁铁转子并具有转轴位置监测来实施电子换向的旋转自同步电机。不论其驱动电子装置是否与电动机集成在一起还是彼此分离，只要满足这一定义均为所指。”

图23.1 无刷直流电机构形 2011-01-31 若干类型的电机和驱动被归类于无刷直流电机，它们包括： 1 永磁同步电机（PMSMs）； 2 梯形反电势(back - EMF)表面安装磁铁无刷直流电机； 3 正弦形表面安装磁铁无刷直流电机； 4 内嵌式磁铁无刷直流电机； 5 电机与驱动装置组合式无刷直流电机； 6 轴向磁通无刷直流电机。 图23.1给出了几种较常见的无刷直流电机的构形图。永磁同步电机反电势是正弦形的，其绕组如同其他交流电机一样通常不是满距，或是接近满距的集中式绕组。许多无刷直流电

51单片机直流无刷电机控制

基于MCS-51单片机控制直流无刷电动机 学号：3100501044 班级：电气1002 ：王辉军

摘要 直流无刷电机是同步电机的一种，由电动机本体、位置传感器和电子开关线路三部分组成。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。电机转子的转速受电机定子旋转磁场的速度及转子极数(P)影响： N=120．f / P。在转子极数固定情况下，改变定子旋转磁场的频率就可以改变转子的转速。直流无刷电机即是将同步电机加上电子式控制(驱动器)，控制定子旋转磁场的频率并将电机转子的转速回授至控制中心反复校正，以期达到接近直流电机特性的方式。也就是说直流无刷电机能够在额定负载围当负载变化时仍可以控制电机转子维持一定的转速。 MCS-51单片机是美国英特尔公司生产的一系列单片机的总称，是一种集成电路芯片，采用超大规模技术把具有数据处理能力的微处理器（CPU）、随机存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、输入输出接口电路、定时计算器、串行通信口、脉宽调制电路、A/D转换器等电路集成到一块半导体硅片上，这些电路能在软件的控制下准确、迅速、高效地完成程序设计者事先规定的任务。 本论文将介绍基于MCS-51单片机控制直流无刷电动机的设计，它可以实现控制直流无刷电动机的启动、停止、急停、正反转、加减速等功能。 关键词：单片机，直流无刷电动机，控制系统

直流无刷电动机是在直流电动机的基础之上发展而来的，它是步进电动机的一种，继承了直流电动机的启动转矩大、调速性能好等特点克服了需要换向器的缺点在交通工具、家用电器及中小功率工业市场占有重要的地位。直流无刷电动机不仅在电动自行车、电动摩托车、电动汽车上有着广泛的应用，而且在新一代的空调机、洗衣机、电冰箱、吸尘器，空气净化器等家用电器中也有逐步采用的趋势，尤其是随着微电子技术的发展，直流无刷电动机逐渐占有原来异步电动机变频调速的领域，这就使得直流无刷电动机的应用围越来越广。 本设计就是基于MCS-51系列单片机控制直流无刷电动机，利用所学的知识实现单片机控制直流无刷电动机的启动、停止、急停、正反转，加减速等控制，并对直流无刷电动机运行状态进行监视和报警。详细介绍单片机的种类、结构、功能、适用领域和发展历史、未来前景及其直流无刷电动机的工作原理、控制结构等容，既着重单片机的基本知识、功能原理的深入阐述，又理论联系实际详细剖析单片机控制直流无刷电动机的过程。 1．直流无刷电动机的基本组成 直流无刷电动机是在直流电动机的基础上发展而来的，直流无刷电动机继承了直流电动机启动转矩大、调速性能好的优点，克服了直流电动机需要换向器的缺点，在交通工具、家用电器等生活的方方方面面占有重要的地位。 由于直流无刷电动机既具有交流电动机的结构简单、运行可靠、维护方便等一系列优点，又具备直流电动机的运行效率高、无励磁损耗以及调速性能好等诸多优点，故在当今国民经济各领域应用日益普及。 直流无刷电动机主要由电动机本体、位置传感器和电子开关线路三部分组成。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3-1所示为三相两极直流无刷电机结构。 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结，A、B、

直流无刷电机的控制技术

直流无刷电机的控制技术 摘要围绕直流无刷电机控制运用广泛技术——基于DSP的控制系统进行了系统研究，采取模糊控制策略，设计出上位监控系统，数字化、智能化的控制系统提出方案，实践证明了系统的平稳性和快速性满足要求。 关键词直流无刷电机；DSP控制；模糊控制 0引言 数字信号（Digital Signal Processing ，DSP）是涉及很多学科，它广泛被用于很多学科与技术领域。数字信号处理器称为DSP芯片，适用在数字信号处理运算的微处理器，能够快速的在数字信号处理算法上实现。现今，DSP芯片用于运动上的控制、数控机床的控制、航天航空的控制、电力系统上的操作、自动化仪器的控制等各个领域[1]，该文主要介绍这种基于DSP芯片控制直流无刷电机智能化控制系统的设计。 1 系统结构设计 系统组成由“PC 上位机、电源单元、TMS320LF2407 DSP芯片、无刷直流电机、检测单元、功率驱动模块、通讯接口”等。（见图1） 1.1 DSP芯片的选择 DSP芯片的选择是很重要的，选对了DSP芯片才能设计出其外围电路和其他电路。DSP芯片的选择要根据实际的应用系统进行确定。DSP芯片由于场合不同选择的也就不同，我们要考虑DSP芯片的运算速度、价格、运算精度、功耗、硬件的资源等。我们根据系统要求，选择TI公司TMS320LF2407芯片。 1.2无刷直流电机 该电机采取1500转/分, 无刷直流电机采用1.78A、27V电压进行供电，电机换向电路主要是由控制和驱动组成，直流无刷电机自身属于机电能量转换部分，该部分由电机电枢、永磁、传感器组成。我们把电机的电轴绕组在定子上、把永磁放在转子上，其目的是为了实现换向。无刷直流电机的工作方式是两相导通的星型3相6状态，这样操作方式是因为转子在旋转定子电流中进行不断换相来保证两个磁场电流方向不发生改变，控制3相定子电流通电顺序与大小控制电机旋转的速度。 1.3功率的驱动模块 TOSHIBA公司采用IPM系列智能型模块，IPM主要集成了检测、控制、逻辑、保护电路这样有效提高了稳定性与可靠性。东芝的高速光耦TLP550（F）是

【CN209419333U】一种新型无刷电机绕线骨架【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201920388132.4 (22)申请日 2019.03.26 (73)专利权人 浙江融兴电动科技有限公司 地址 311100 浙江省杭州市余杭区南公河 路1号6幢202室 (72)发明人 黄光欣　李荣贵　赵志强　李国锋　 (74)专利代理机构 杭州中利知识产权代理事务 所(普通合伙) 33301 代理人 周中普 (51)Int.Cl. H02K 1/18(2006.01) H02K 1/20(2006.01) H02K 1/14(2006.01) H02K 3/46(2006.01) (54)实用新型名称一种新型无刷电机绕线骨架(57)摘要本实用新型涉及电机技术领域，尤其涉及一种新型无刷电机绕线骨架。包括塑料骨架和固定在塑料骨架上的定子铁芯，塑料骨架包括中间圆筒、前部端板、后部端板，前部端板和后部端板分别固定在中间圆筒的前后两端，中间圆筒内壁上以圆形阵列的方式设置数件径向绕线架，径向绕线架内设置贯穿定子铁芯外壁的径向槽；圆筒形的定子铁芯内壁以圆形阵列的方式设置数件径向铁芯块，径向铁芯块插入径向槽内。定子铁芯为一体化设计，可以减少漏磁问题，通过径向绕线架包裹住径向铁芯块，可以有效的保护线圈，使得本产品稳定性更好，通过在径向铁芯块上设置中部圆弧铁片，还可以增加电机输出效率。通过设置轴向孔，可以起到对定子铁芯散热的作 用。权利要求书1页 说明书3页 附图7页CN 209419333 U 2019.09.20 C N 209419333 U

权　利　要　求　书1/1页CN 209419333 U 1.一种新型无刷电机绕线骨架，包括塑料骨架（1）和固定在塑料骨架（1）上的定子铁芯（2），其特征在于：塑料骨架（1）包括中间圆筒（11）、前部端板（12）、后部端板（13），圆筒形的定子铁芯（2）内壁紧贴中间圆筒（11）外壁进而固定，前部端板（12）和后部端板（13）分别固定在中间圆筒（11）的前后两端，通过前部端板（12）和后部端板（13）用于轴向固定定子铁芯（2），中间圆筒（11）内壁上以圆形阵列的方式设置数件径向绕线架（14），径向绕线架（14）内设置贯穿定子铁芯（2）外壁的径向槽（141）；圆筒形的定子铁芯（2）内壁以圆形阵列的方式设置数件径向铁芯块（21），径向铁芯块（21）插入径向槽（141）内。 2.根据权利要求1所述的一种新型无刷电机绕线骨架，其特征在于：径向绕线架（14）内设置径向槽（141）后径向绕线架（14）的壁厚≤0.4mm。 3.根据权利要求1或2所述的一种新型无刷电机绕线骨架，其特征在于：定子铁芯（2）的外壁上设置轴向的外壁凹槽（22）。 4.根据权利要求1所述的一种新型无刷电机绕线骨架，其特征在于：径向铁芯块（21）靠中间侧设置中部圆弧铁片（211）。 2

无刷直流电机控制系统的设计

1引言无刷直流电机最本质的特征是没有机械换向器和电刷所构成的机械接触式换向机构。现在，无刷直流电机定义有俩种：一种是方波/梯形波直流电机才可以被称为无刷直流电机，而正弦波直流电机则被认为是永磁同步电机。另一种是方波/梯形波直流电机和正弦波直流电机都是无刷直流电机。国际电器制造业协会在1987年将无刷直流电机定义为“一种转子为永磁体，带转子位置信号，通过电子换相控制的自同步旋转电机”，其换相电路可以是独立的或集成于电机本体上的。本次设计采用第一种定义，把具有方波/梯形波无刷直流电机称为无刷直流电机。从20世纪90年代开始，由于人们生活水平的不断提高和现代化生产、办公自动化的发展，家用电器、工业机器人等设备都向着高效率化、小型化及高智能化发展，电机作为设备的重要组成部分，必须具有精度高、速度快、效率高等优点，因此无刷直流电机的应用也发展迅速[1]。 1.1 无刷直流电机的发展概况 无刷直流电动机是由有刷直流电动机的基础上发展过来的。 19世纪40年代，第一台直流电动机研制成功，经过70多年不断的发展，直流电机进入成熟阶段，并且运用广泛。 1955年，美国的D.Harrison申请了用晶体管换相线路代替有刷直流电动机的机械电刷的专利，形成了现代无刷直流电动机的雏形。 在20世纪60年代初，霍尔元件等位置传感器和电子换向线路的发现，标志着真正的无刷直流电机的出现。 20世纪70年代初，德国人Blaschke提出矢量控制理论，无刷直流电机的性能控制水平得到进一步的提高，极大地推动了电机在高性能领域的应用。 1987年，在北京举办的德国金属加工设备展览会上，西门子和博世两公司展出了永磁自同步伺服系统和驱动器，引起了我国有关学者的注意，自此我国开始了研制和开发电机控制系统和驱动的热潮。目前，我国无刷直流电机的系列产品越来越多，形成了生产规模。 无刷直流电动机的发展主要取决于电子电力技术的发展，无刷直流电机发展的初期，由于大功率开关器件的发展处于初级阶段，性能差，价格贵，而且受永磁材料和驱动控制技术的约束，这让无刷直流电动机问世以后的很长一段时间内，都停

无刷电机烧线断线重绕一贴通一贴搞定无刷电机重绕

无刷电机烧线断线重绕一贴通一贴搞定无刷电 机重绕

无刷电机烧线断线重绕一贴通一贴搞定无刷电 机重绕

声明：本帖不为商业目的，只为各位魔友能够通过本帖修复完善各自的无刷电机，所以部分引用了论坛魔友的经验和照片，只为更好的服务各位摩友，如有引用请理解基础知识 1、模型无刷电机是什么类型的电机 无刷电机输入是直流，工作是交流，属于无刷直流电机之三相无感（感应器-霍尔）电机。 -------------------------------------------------------------------------- 4月12日更新 模型无刷电机工作结构本质上是三相交流电机，但是电机特性却与直流电机类似，所以我们称呼为无刷直流电机。 桥式电路结构，普遍使用分数槽集中绕组结构，除部分车模为有感电机以外，航模电机普遍为无感电机。 2、三角接法和星形（Y）接法 三角接法：三根线头尾相接 1头+2尾，2头+3尾，3头+1尾 星形接法：三根线尾尾相接三相尾部接在一起，其他3根线引出接电机 绕线的顺序都是一样的，三角接法和星形接法只是最后接法不同而已！！！ -------------------------------------------------------------------- 2014-3-31更新详解三角接法与星形接法 现代的无刷直流电机普遍采用星形绕法，但是模型无刷电机普遍采用三角绕法 例如：一台2212 1400KV电机（默认三角绕法）改用星形绕法，转速将变为1400除以得出808KV，并且该电机在12V电压下工作功率大为降低，如要实现之前功率，相近。 同样的，一台星形绕法的无刷电机，如需要保持转速和功率不变，在改为三角绕法后，需要降低电压倍使用，否则极易烧坏电机。 星形绕法的特点：效率更高、匝数更少、其他数据一样情况下工作电压更高 三角绕法的特点：匝数更多，其他数据一样的情况下工作电压更低 实际运用：1、3S电机改6S电机，最简单的办法就是将三角绕法改为星形绕法即可。 --------------------------------------------------------------------------- 2014-4-12日更新 总体上，Y星接法（也就是星型接法）在效率上优于封闭接法（也就是三角接法），但是因为方便工业生产的关系，模型大量使用三角接法。 3、线径、股数、匝数 线径：漆包线直径（一般是包括漆皮的） 股数：绕线时多股线一起绕的根数 匝数：每个电极上所绕的圈数 *4*13圈（线径*股数*匝数） T：匝数 (12 KB, 下载次数: 111) 4、绕线顺和逆 定子尾部朝下，上面朝天。 顺：绕线顺时针 逆：绕线逆时针 5、在一定条件前提下，影响转速的因素 在磁钢和定子不变的情况下，匝数是影响无刷电机转速的最大因素。总体规律是匝数越多，转速越慢；匝数越少，转速越快。 6、槽满率 在电机电极上所绕线圈与最大极限所能绕进去的线圈的比例。在磁钢强度前提下，槽满率越高，功率更大；槽满率越低，功率越小。 7、绕线图 全系列无刷电机绕线图 8、2204-2826系列无刷电机绕线数据表格（股数、匝数） 9、12N14P的含义 12极（线圈的定子）14片磁钢的电机。

航模全系列无刷电机绕线方法详解

航模全系列无刷电机绕 线方法详解 标准化工作室编码[XX968T-XX89628-XJ668-XT689N]

航模全系列无刷电机绕线方法详解 --------------------------------------------------------------------------------------------------------- --- 一模型无刷电机是无刷电机输入是直流，工作是交流，属于无刷直流电机之三相无感 （感应器-霍尔）电机。 二 N和P搭配的规律N：电机绕组槽 P：磁钢 1、N必须是3的倍数，P必须是偶数（磁钢必须是成对的，所以必须是偶数）。 2、N数越小，最高转速越高。比如9N12P电机最高转速肯定高于12N14P，反之亦然。 3、P数越小，最高转速越高。例如12N10P的最高转速肯定高于12N16P，反之亦然。 4、N比P大，则相对转速更高。9N6P最高转速肯定高于9N12P，反之亦然。 5、同样的N，P越大扭力越强。扭力，12N16P大于12N14P大于12N10P。 6、一般情况下，N和P之间不能整除，比如12N6P，但是内转子有大量的12N4P结构，使用分布绕组。 三三角接法和星形（Y）接法 三角接法：三根线头尾相接 1头+2尾，2头+3尾，3头+1尾 星形接法：三根线尾尾相接三相尾部接在一起，其他3根线引出接电机 绕线的顺序都是一样的，三角接法和星形接法只是最后接法不同而已！！！ -------------------------------------------------------------------- 详解三角接法与星形接法 现代的无刷直流电机普遍采用星形绕法，但是模型无刷电机普遍采用三角绕法？ 例如：一台2212 1400KV电机（默认三角绕法）改用星形绕法，转速将变为1400除以得出808KV，并且该电机在12V电压下工作功率大为降低，如要实现之前功率，需要提高电压到12V*=21V，在21V电压下和之前的功率相近。 同样的，一台星形绕法的无刷电机，如需要保持转速和功率不变，在改为三角绕法后，需要降低电压倍使用，否则极易烧坏电机。 星形绕法的特点：效率更高、匝数更少、其他数据一样情况下工作电压更高 三角绕法的特点：匝数更多，其他数据一样的情况下工作电压更低 实际运用：3S电机改6S电机，最简单的办法就是将三角绕法改为星形绕法即可。 总体上，Y星接法（也就是星型接法）在效率上优于封闭接法（也就是三角接法），但是因为方便工业生产的关系，模型大量使用三角接法。 四线径、股数、匝数 线径：漆包线直径（一般是包括漆皮的） 股数：绕线时多股线一起绕的根数 匝数：每个电极上所绕的圈数 *4*13圈（线径*股数*匝数） T：匝数 绕线顺和逆 定子尾部朝下，上面朝天。 顺：绕线顺时针

无刷直流电动机PWM 控制方案

第三章、用EL-DSPMCKIV实现无刷直流电动机PWM 控制方案 实验概述： 本实验是一个无刷直流电动机的PWM控制系统。结构简单，用到的模块也较少。下面给出每个模块的输入与输出量名称及其量值格式 （一）、无刷直流电动机PWM 控制原理简介 无刷直流电动机从结构上讲更接近永磁同步电动机（我们在下一章节中做详细介绍），控制方法也很简单，主要是通过检测转子的位置传感器给出的转子磁极位置信号来确定励磁的方向，从而保证转矩角在90 度附近变化，保证电机工作的高效率。定子换相是通过转子位置信号来控制，转矩的大小则通过PWM的方法控制有效占空比来调控。 我公司提供过两种直流无刷电机，一种以前提供过的57BL-02直流无刷电机的额定电压为24V，额定转速为1600rpm，转子极数为4，也就是2 极对，还有一种是现在提供的57BL-0730N1直流无刷电机，该电机额定转速为3000rpm，转子极数为10，也就是5极对，这两种电机的转子位置都由霍尔传感器提供，同时由此计算出电机的转速，控制程序样例没有电流环。 （二）、系统组成方案及功能模块划分 本实验为开环和闭环实验，通过几个模块信号处理最终用BLDCPWM模块产生IPM 驱动信号来控制直流无刷电机转动。

下图为一个开环控制的系统功能框图，参考占空比信号经由RMP2CNTL 模块处理，变成缓变信号送到PWM产生模块。霍尔传感器的输出脉冲信号，经由DSP的CAP1、CAP2、CAP3端口被DSP获取。通过霍尔提供的转子位置信息HALL3_DRV模块判断转子位置，并将该转子位置信息通过计数器传递给BLDC_3PWM_DRV 模块，该模块通过占空比输入、设定开关频率以及转子的位置信息产生相应的PWM 信号作用于逆变器中的开关管，从而驱动电动机旋转。

图文讲解无刷直流电机的工作原理

图文讲解无刷直流电机的工作原理电动无刷直流电机由电动机主体和驱动器组成导读：,是一种典型的机电一体化产品。同三相异步电动机十分相似。它的应用非常广泛，,机的定子绕组多做成三相对称星形接法在很多机电一体化设备上都有它的身影。 什么是无刷电机？无刷直流电机由电动机主体和驱动器组成，是一种典型的机电一体化产品。由于无刷所以不会像变频调速下重载启动的同步电机那样在转子上另直流电动机是以自控式运 行的，加启动绕组，也不会在负载突变时产生振荡和失步。中小容量的无刷直流电动机的永磁体，稀土永磁无刷电动机的体积比材料。因此，现在多采用高磁能级的稀土钕铁硼（Nd-Fe-B）同容量三相异步电动机缩小了一个机座 号。 . . . 无刷直流电动机是采用半导体开关器件来实现电子换向的，即用电子开关器件代替传无换向火花、机械噪声低等优点，广泛应用于统的接触式换向器和电刷。它具有可靠性高、高档录音座、录像机、电子仪器及自动化办公设备中。无刷直流电动机由永磁体转子、多极绕组定子、位置传感

器等组成。位置传感按转子（即检测转子磁极相对定子绕组的位位置的变化，沿着一定次序对定子绕组的电流进行换流按并在确定的位置处产生位置传感信号，经信号转换电路处理后去控制功率开关电路，置，定子绕组的工作电压由位置传感器输出控制的电子开。一定的逻辑关系进行绕组电流切换）关电路提供。位置传感器有磁敏式、光电式和电磁式三种类型。采用磁敏式位置传感器的无刷直流电动机，其磁敏传感器件（例如霍尔元件、磁敏二极管、磁敏诂极管、磁敏电阻器或专用集成电路等）装在定子组件上，用来检测永磁体、转子旋转时产生的磁场变化。采用光电式位置传感器的无刷直流电动机，在定子组件上按一定位置配置了光电传感器件，转子上装有遮光板，光源为发光二极管或小灯泡。转子旋转时，由于遮光板的作用，定子上的光敏元器件将会按一定频率间歇间生脉冲信号。（例是在定子组件上安装有电磁传感器部件采用电磁式位置传感器的无刷直流电动机，谐振电路等），当永磁体转子位置发生变化时，电磁效应将如耦合变压器、接近开关、LC 使电磁传感器产生高频调制信号（其幅值随转子位置而变化）。看看这个工程师怎么 说？ . . . 首先给大家复习几个基础定则：左手定则、右手定则、右手螺旋定则。别懵逼，我下面会给大家解释。简单说就是磁场中的载流导体，会受到这个是电机转动受力分析的基础，左手定则，力的作用。

对直流无刷电机的pid控制

PID闭环速度调节器采用比例积分微分控制 闭环速度调节器采用比例积分微分控制（简称PID控制），其输出是输入的比例、积分和微分的函数。PID调节器控制结构简单，参数容易整定，不必求出被控对象的数学模型，因此PID 调节器得到了广泛的应用。 PID调节器虽然易于使用，但在设计、调试无刷直流电机控制器的过程中应注意：PID调节器易受干扰、采样精度的影响，且受数字量上下限的影响易产生上下限积分饱和而失去调节作用。所以，在不影响控制精度的前提下对PID控制算法加以改进，关系到整个无刷直流电机控制器设计的成败。 2速度设定值和电机转速的获取 为在单片机中实现PID调节，需要得到电机速度设定值（通过A／D变换器）和电机的实际转速，这需要通过精心的设计才能完成。 无刷直流电机的实际转速可通过测量转子位置传感器（通常是霍尔传感器）信号得到，在电机转动过程中，通过霍尔传感器可以得到如图2所示的周期信号。 由图2可知，电机每转一圈，每一相霍尔传感器产生2个周期的方波，且其周期与电机转速成反比，因此可以利用霍尔传感器信号得到电机的实际转速。为尽可能缩短一次速度采样的时间，可测得任意一相霍尔传感器的一个正脉冲的宽度，则电机的实际转速为：但由于利用霍尔传感器信号测速，所以测量电机转速时的采样周期是变化的，低速时采样周期要长些，这影响了PID 调节器的输出，导致电机低速时的动态特性变差。解决的办法是将三相霍尔传感器信号相“与”，产生3倍于一相霍尔传感器信号频率的倍频信号，这样可缩短一次速度采样的时间，但得增加额外的硬件开销。直接利用霍尔传感器信号测速虽然方便易行，但这种测速方法对霍尔传感器在电机定子圆周上的定位有较严格的要求，当霍尔传感器在电机定子圆周上定位有误差时，相邻2个正脉冲的宽度不一致，会导致较大的测速误差，影响PID调节器的调节性能。若对测速精度要求较高时，可采用增量式光电码盘，但同样会增加了电路的复杂性和硬件的开销。 电机速度设定值可以通过一定范围内的电压来表示。系统中采用了串行A／D（如ADS7818）来实现速度设定值的采样。但在电机调速的过程中，电机控制器的功率输出部分会对A／D模拟输入电压产生干扰，进行抗干扰处理。 3非线性变速积分的PID算法 （1）PID算法的数字实现 离散形式的PID表达式为： 其中：KP，KI，KD分别为调节器的比例、积分和微分系数；E（k），E（k－1）分别为第k 次和k－1次时的期望偏差值；P（k）为第k次时调节器的输出。 比例环节的作用是对信号的偏差瞬间做出反应，KP越大，控制作用越强，但过大的KP会导致系统振荡，破坏系统的稳定性。积分环节的作用虽然可以消除静态误差，但也会降低系统的响应速度，增加系统的超调量，甚至使系统出现等幅振荡，减小KI可以降低系统的超调量，但会减慢系统的响应过程。微分环节的作用是阻止偏差的变化，有助于减小超调量，克服振荡，使系统趋于稳定，但其对干扰敏感，不利于系统的鲁棒性。 （2）经典PID算法的积分饱和现象 当电机转速的设定值突然改变，或电机的转速发生突变时，会引起偏差的阶跃，使｜E（k）｜增大，PID的输出P（k）将急剧增加或减小，以至于超过控制量的上下限Pmax，此时的实际控制量只能限制在Pmax，电机的转速M（k）虽然不断上升，但由于控制量受到限制，其增长的速度减慢，偏差E（k）将比正常情况下持续更长的时间保持在较大的偏差值，从而使得PID 算式中的积分项不断地得到累积。当电机转速超过设定值后，开始出现负的偏差，但由于积分项已有相当大的累积值，还要经过相当一段时间后控制量才能脱离饱和区，这就是正向积分饱和，反向积分饱和与此类似。解决的办法：一是缩短PID的采样周期（这一点单片机往往达不到），

图文讲解无刷直流电机的工作原理

图文讲解无刷直流电机的工作原理 导读：无刷直流电机由电动机主体和驱动器组成,是一种典型的机电一体化产品。电动机的定子绕组多做成三相对称星形接法,同三相异步电动机十分相似。它的应用非常广泛，在很多机电一体化设备上都有它的身影。 什么是无刷电机？ 无刷直流电机由电动机主体和驱动器组成，是一种典型的机电一体化产品。由于无刷直流电动机是以自控式运行的，所以不会像变频调速下重载启动的同步电机那样在转子上另加启动绕组，也不会在负载突变时产生振荡和失步。中小容量的无刷直流电动机的永磁体，现在多采用高磁能级的稀土钕铁硼（Nd-Fe-B）材料。因此，稀土永磁无刷电动机的体积比同容量三相异步电动机缩小了一个机座号。

无刷直流电动机是采用半导体开关器件来实现电子换向的，即用电子开关器件代替传统的接触式换向器和电刷。它具有可靠性高、无换向火花、机械噪声低等优点，广泛应用于高档录音座、录像机、电子仪器及自动化办公设备中。 无刷直流电动机由永磁体转子、多极绕组定子、位置传感器等组成。位置传感按转子位置的变化，沿着一定次序对定子绕组的电流进行换流（即检测转子磁极相对定子绕组的位置，并在确定的位置处产生位置传感信号，经信号转换电路处理后去控制功率开关电路，按一定的逻辑关系进行绕组电流切换）。定子绕组的工作电压由位置传感器输出控制的电子开关电路提供。 位置传感器有磁敏式、光电式和电磁式三种类型。 采用磁敏式位置传感器的无刷直流电动机，其磁敏传感器件（例如霍尔元件、磁敏二极管、磁敏诂极管、磁敏电阻器或专用集成电路等）装在定子组件上，用来检测永磁体、转子旋转时产生的磁场变化。 采用光电式位置传感器的无刷直流电动机，在定子组件上按一定位置配置了光电传感器件，转子上装有遮光板，光源为发光二极管或小灯泡。转子旋转时，由于遮光板的作用，定子上的光敏元器件将会按一定频率间歇间生脉冲信号。 采用电磁式位置传感器的无刷直流电动机，是在定子组件上安装有电磁传感器部件（例如耦合变压器、接近开关、LC谐振电路等），当永磁体转子位置发生变化时，电磁效应将使电磁传感器产生高频调制信号（其幅值随转子位置而变化）。 看看这个工程师怎么说？

无刷直流电机调速控制原理

电子技校 电子报/2004年/04月/18日/第013版/ 无刷直流电机调速控制原理 天津潘旗 电动助力车大都使用轮毂电机,即把电机做成轮毂的样子,直接驱动后轮,从而降低成本,且可提高其电能与机械能的转换效率。现在的电动助力车,一般都采用如下三种电机:高效低速稀土永磁直流无刷电机、高效低速永磁直流有刷电机、高效高速稀土永磁直流有刷电机。 直流电机在转动过程中,绕组中的电流要不断地改变方向,以使转子向一个方向转动。其中,有刷电机是采用电刷与换相器通过机械接触的方式进行换相的;而无刷电机则是通过霍尔传感器检测出绕组实时运转位置的信号,再通过微处理器或专用芯片对采集的信号进行处理,并实时控制相应的驱动电路对电机绕组进行控制。由于无刷电机的换相是通过传感器及相关电路进行的,所以这种电机没有电刷与换相器的机械接触与磨损,不需要经常换电刷等易损器件,从而可有效提高电机的使用寿命,减少维修费用。同时,由于无刷电机没有电刷与换相器之间的摩擦,所以在换相期间没有电火花产生,。但是,由于无刷电机的电流换相需要专门的电路进行控制,所以整个控制电路将会比较复杂。 通常,电动助力车的无刷电机与车的后轮主轴为一体,其定子安装在主轴上,电机的外壳作为转子,通过钢丝与后轮钢圈连接。电动助力车的无刷电机三个绕组按三角形方式连接,当给电机加直流电时,其三个绕组中的电流流向变化有三种(如图1所示): 1.设第一拍C端悬空,则I C=0,电流从B端流向A端,可得知I B=I A,但极性相反,另有I1=I2。 2.第二拍时A端悬空,电流从C端流向B端。 3.第三拍工作时B端悬空,电流从A端流向C端。第二拍与第三拍的分析与第一拍类似。 假设按上述顺序对电机进行电流运行方向控制,每经过三个节拍的电流方向就会转换,由于绕组产生的磁场在定子中旋转了一圈(360°),故称为一个循环周期。由于转子的结构设计所决定:每6个循环周期(18拍),转子旋转一圈,即车轮转动一周。

无刷电机烧线断线重绕一贴通,一贴搞定无刷电机重绕。

声明：本帖不为商业目的，只为各位魔友能够通过本帖修复完善各自的无刷电机，所以部分引用了论坛魔友的经验和照片，只为更好的服务各位摩友，如有引用请理解本人业余魔友一枚，不具备专业测试条件和专业理论，只做实用讲解，如有错误请指正。联系QQ：258500262. 基础知识 1、模型无刷电机是什么类型的电机？ 无刷电机输入是直流，工作是交流，属于无刷直流电机之三相无感（感应器-霍尔）电机。 -------------------------------------------------------------------------- 4月12日更新 模型无刷电机工作结构本质上是三相交流电机，但是电机特性却与直流电机类似，所以我们称呼为无刷直流电机。 桥式电路结构，普遍使用分数槽集中绕组结构，除部分车模为有感电机以外，航模电机普遍为无感电机。 2、三角接法和星形（Y）接法 三角接法：三根线头尾相接1头+2尾，2头+3尾，3头+1尾 星形接法：三根线尾尾相接三相尾部接在一起，其他3根线引出接电机 绕线的顺序都是一样的，三角接法和星形接法只是最后接法不同而已！！！ -------------------------------------------------------------------- 2014-3-31更新详解三角接法与星形接法 现代的无刷直流电机普遍采用星形绕法，但是模型无刷电机普遍采用三角绕法 例如：一台2212 1400KV电机（默认三角绕法）改用星形绕法，转速将变为1400除以1.732得出808KV，并且该电机在12V电压下工作功率大为降低，如要实现之和之前的功率相近。 同样的，一台星形绕法的无刷电机，如需要保持转速和功率不变，在改为三角绕法后，需要降低电压1.732倍使用，否则极易烧坏电机。 星形绕法的特点：效率更高、匝数更少、其他数据一样情况下工作电压更高 三角绕法的特点：匝数更多，其他数据一样的情况下工作电压更低 实际运用：1、3S电机改6S电机，最简单的办法就是将三角绕法改为星形绕法即可。 --------------------------------------------------------------------------- 2014-4-12日更新 总体上，Y星接法（也就是星型接法）在效率上优于封闭接法（也就是三角接法），但是因为方便工业生产的关系，模型大量使用三角接法。 3、线径、股数、匝数 线径：漆包线直径（一般是包括漆皮的） 股数：绕线时多股线一起绕的根数 匝数：每个电极上所绕的圈数 0.21*4*13圈（线径*股数*匝数）T：匝数 2204-2826系列线圈绕线数据.xls(12 KB, 下载次数: 111) 4、绕线顺和逆 定子尾部朝下，上面朝天。 顺：绕线顺时针 逆：绕线逆时针 5、在一定条件前提下，影响转速的因素 在磁钢和定子不变的情况下，匝数是影响无刷电机转速的最大因素。总体规律是匝数越多，转速越慢；匝数越少，转速越快。

无刷直流电机控制技术综述

龙源期刊网 https://www.sodocs.net/doc/583257139.html, 无刷直流电机控制技术综述 作者：黄秀勇 来源：《山东工业技术》2017年第14期 摘要：在十九世纪电机诞生的时候，其中实用性的电机就是无刷的形式，其得到了广泛 的运用，随着时代的发展，在上世纪中叶的时候晶体管诞生，直流无刷电机也随之应运而生，无刷直流电机的应用十分广泛，在各个领域都有涉猎。 关键词：直流无刷电机；技术研究；控制技术 DOI：10.16640/https://www.sodocs.net/doc/583257139.html,ki.37-1222/t.2017.14.201 0 引言 经过不断的演变与发展，无刷直流电机综合了交流电机和直流电机的全部优点出现在人们的视野当中，它的出现大大的提高了生产的效率，减少了能源的消耗，得到了广泛的应用和普及。在电机领域中，新型无刷电机的品种众多，其性能和价格都不尽相同，就其的控制来说具有多种方法。 1 无刷直流电机的特点 随着科技的发展，无刷直流电机的出现代替了许多传统的电机，在各个领域都得到了广泛的应用，它具有传统直流电机的全部优点，但同时又除去了碳刷、滑环结构，它在投入使用的过程中具有速度很低的优点，这就大大的减少了用电率，虽说其速度低但其产生的功率却十分巨大，其体积小、重量轻的优点省去了减速机的超大负载量，在使用的过程中效率十分高。由于其除去了碳刷，所以减少了很多消耗，这就使它的省电率相当高，再加上其在运作时不会产生火花，对于一些爆炸性的场所来说更具备安全性，对其的维修和保养方面来说也是十分容易的。综合其特点来看，和其他种类的电机相比其优异性非常显著，因此，无刷直流电机凭借着其充分的优势在很多场合都发挥着重要的作用。 2 转子位置检测技术 逆变器功率器在进行运转的时候，转子在进行运转的时候位置会发生改变，在其位置发生改变的同时会触发组合，使其组合的状态进行不同的改变，这就是无刷直流电机的运行原理，由此看来，想要准确的控制无刷直流电机的运行就必要确保转子的位置，与此同时还要对转子触发的功率器件组合进行相应准时的切换，想要做到这一点是相当困难的。 通过科技水平的不断提高，相关学者提出了检测转子位置的一种新的办法。首先准备一些非磁性导电质地的材料，把这些材料粘在永磁转子的外部；其次，相关设备在工作时会使非磁性材料上产生涡流效应，进而使转子的位置发生相应的改变，最后通过观察检测电压来确定转

航模全系列无刷电机绕线方法详解

航模全系列无刷电机绕线方法详解 一模型无刷电机是无刷电机输入是直流，工作是交流，属于无刷直流电机之三相无感（感 应器-霍尔）电机。 二N和P搭配的规律N：电机绕组槽 P：磁钢 1、N必须是3的倍数，P必须是偶数（磁钢必须是成对的，所以必须是偶数）。 2、N数越小，最高转速越高。比如9N12P电机最高转速肯定高于12N14P，反之亦然。 3、P数越小，最高转速越高。例如12N10P的最高转速肯定高于12N16P，反之亦然。 4、N比P大，则相对转速更高。9N6P最高转速肯定高于9N12P，反之亦然。 5、同样的N，P越大扭力越强。扭力，12N16P大于12N14P大于12N10P。 6、一般情况下，N和P之间不能整除，比如12N6P，但是内转子有大量的12N4P结构，使用分布绕组。 三三角接法和星形（Y）接法 三角接法：三根线头尾相接1头+2尾，2头+3尾，3头+1尾 星形接法：三根线尾尾相接三相尾部接在一起，其他3根线引出接电机 绕线的顺序都是一样的，三角接法和星形接法只是最后接法不同而已！！！ 详解三角接法与星形接法 现代的无刷直流电机普遍采用星形绕法，但是模型无刷电机普遍采用三角绕法 例如：一台2212 1400电机（默认三角绕法）改用星形绕法，转速将变为1400除以1.732得出808，并且该电机在12V电压下工作功率大为降低，如要实现之前功率，需要提高电压到12V*1.732=21V，在21V电压下和之前的功率相近。 同样的，一台星形绕法的无刷电机，如需要保持转速和功率不变，在改为三角绕法后，需要降低电压1.732倍使用，否则极易烧坏电机。 星形绕法的特点：效率更高、匝数更少、其他数据一样情况下工作电压更高 三角绕法的特点：匝数更多，其他数据一样的情况下工作电压更低 实际运用：3S电机改6S电机，最简单的办法就是将三角绕法改为星形绕法即可。 总体上，Y星接法（也就是星型接法）在效率上优于封闭接法（也就是三角接法），但是因为方便工业生产的关系，模型大量使用三角接法。 四线径、股数、匝数 线径：漆包线直径（一般是包括漆皮的） 股数：绕线时多股线一起绕的根数 匝数：每个电极上所绕的圈数 0.21*4*13圈（线径*股数*匝数）T：匝数 绕线顺和逆 定子尾部朝下，上面朝天。 顺：绕线顺时针 逆：绕线逆时针 5、在一定条件前提下，影响转速的因素 在磁钢和定子不变的情况下，匝数是影响无刷电机转速的最大因素。总体规律是匝数越多，转速越慢；匝数越少，转速越快。

无刷直流电机的经典换相方式

无刷直流电机经典换相方式(转) [日期：2008-12-5] 作者：来源： 1、引言 你希望在你的新产品中使用无刷伺服电机吗？平时，我们可能也常碰到一些关键词，例如“梯形波式”，“正弦波式”和“矢量控制”。只有当你了解了他们的真正含义，才能在你的新设计中选择正确的产品。 在过去的十年甚至二十年中，伺服电机市场已经从有刷伺服转变成无刷伺服的市场，这主要是由无刷伺服的低维修率和高稳定性所决定的。在这十几年中，驱动部分在电路和系统方面的技术已发展的非常完善。控制方式也已经完全可以实现那些关键词所描述的功能。 大部分的高性能的伺服系统都采用一个内部控制环来控制力矩。这个内部的力矩环通过和外部的速度环和位置环的配合以达到不同的控制效果。外部控制环的设计是与匹配的电机没有关系的，而内部的力矩环的设计则与所匹配的电机的性能息息相关。 有刷电机的力矩控制是非常简单的，因为有刷电机自身可完成换相工作。所输出的力矩是和有刷电机两极输入的直流电压成正比的。力矩也可通过P-I控制回路轻松地得到控制。P-I控制回路的主要功能就是通过检测电机实际电流和控制电流之间的偏差，实时地调整电机的输入电压。 图1 由于无刷电机自身没有换相功能，所以相对应的控制方式就比较复杂。无刷电机有三组线圈，有别于有刷电机的两组线圈。为了获得有效的力矩，无刷电机的三组线圈必须根据转子的实际位置进行相互独立的控制。这种驱动方式就充分地说明了对无刷电机控制的复杂性。 2、无刷电机基础 简单来说，无刷电机主要由旋转的永磁体（转子）和三组均匀分布的线圈（定子）组成，线圈包围着定子被固定在外部。电流流经线圈产生磁场，三组磁场相互叠加形成一个矢量磁场。通过分别控制三组线圈上的电流大小，我们可以使定子产生任意方向和大小的磁场。同时，通过定子和转子磁场之间的相互吸引和排斥，力矩便可自由地得到控制。

无刷直流电机经典换相方式

1、引言 你希望在你的新产品中使用无刷伺服电机吗？平时，我们可能也常碰到一些关键词，例如“梯形波式”，“正弦波式”和“矢量控制”。只有当你了解了他们的真正含义，才能在你的新设计中选择正确的产品。 在过去的十年甚至二十年中，伺服电机市场已经从有刷伺服转变成无刷伺服的市场，这主要是由无刷伺服的低维修率和高稳定性所决定的。在这十几年中，驱动部分在电路和系统方面的技术已发展的非常完善。控制方式也已经完全可以实现那些关键词所描述的功能。 大部分的高性能的伺服系统都采用一个内部控制环来控制力矩。这个内部的力矩环通过和外部的速度环和位置环的配合以达到不同的控制效果。外部控制环的设计是与匹配的电机没有关系的，而内部的力矩环的设计则与所匹配的电机的性能息息相关。 有刷电机的力矩控制是非常简单的，因为有刷电机自身可完成换相工作。所输出的力矩是和有刷电机两极输入的直流电压成正比的。力矩也可通过P-I控制回路轻松地得到控制。P-I控制回路的主要功能就是通过检测电机实际电流和控制电流之间的偏差，实时地调整电机的输入电压。 图1 由于无刷电机自身没有换相功能，所以相对应的控制方式就比较复杂。无刷电机有三组线圈，有别于有刷电机的两组线圈。为了获得有效的力矩，无刷电机的三组线圈必须根据转子的实际位置进行相互独立的控制。这种驱动方式就充分地说明了对无刷电机控制的复杂性。 2、无刷电机基础 简单来说，无刷电机主要由旋转的永磁体（转子）和三组均匀分布的线圈（定子）组成，线圈包围着定子被固定在外部。电流流经线圈产生磁场，三组磁场相互叠加形成一个矢量磁场。通过分别控制三组线圈上的电流大小，我们可以使定子产生任意方向和大小的磁场。同时，通过定子和转子磁场之间的相互吸引和排斥，力矩便可自由地得到控制。

基于单片机的无刷直流电机的控制系统

绪论 随着计算机进入控制领域，以及新型的电力电子功率器件的不断出现，采用全控型的开关功率元件进行脉冲调制（paulse width modulation,简称PWM）控制的无刷直流电机已成为主流。随着半导体工业，特别是大功率电子器件及微控制器的发展，变速驱动变的更加现实且成本更低。 本文充分利用单片机的数字信号处理器运算快、外围电路少、系统组成简单、可靠的特点，将其应用于无刷电机的驱动设计。实验表明，该设计使得无刷直流电机的组成简化和性能的改进成为可能，有利于电机的小型化和智能化。 (一)电机的分类 电机按工作电源种类可分为： 1.直流电机 (1)有刷直流电机 ①永磁直流电机 ·稀土永磁直流电动机 ·铁氧体永磁直流电动机 ·铝镍钴永磁直流电动机 ②电磁直流电机 ·串励直流电动机 ·并励直流电动机 ·他励直流电动机 ·复励直流电动机 (2)无刷直流电机 稀土永磁无刷直流电机 2.交流电机 (1)单相电动机

(2)三相电动机 （二）无刷直流电机及其控制技术的发展 1831年，法拉第发现了电磁感应现象，奠定了现代电机的基本理论基础。从19世纪40年代研制成功第一台直流电机，经过大约17年的时间，直流电机技术才趋于成熟。随着应用领域的扩大，对直流电机的要求也就越来越高，有接触的机械换向装置限制了有刷直流电机在许多场合中的应用。为了取代有刷直流电机的电刷－换向器结构的机械接触装置，人们曾对此作过长期的探索。1915年，美国人Langnall发明了带控制栅极的汞弧整流器，制成了由直流变交流的逆变装置。20世纪30年代，有人提出用离子装置实现电机的定子绕组按转子位置换接的所谓换向器电机，但此种电机由于可靠性差、效率低、整个装置笨重又复杂而无实用价值。 科学技术的迅猛发展，带来了电力半导体技术的飞跃。开关型晶体管的研制成功，为创造新型直流电机——无刷直流电机带来了生机。1955年，美国人Harrison首次提出了用晶体管换相线路代替电机电刷接触的思想，这就是无刷直流电机的雏形。它由功率放大部分、信号检测部分、磁极体和晶体管开关电路等组成，其工作原理是当转子旋转时，在信号绕组中感应出周期性的信号电动势，此信号电动势份别使晶体管轮流导通实现换相。问题在于，首先，当转子不转时，信号绕组内不能产生感应电动势，晶体管无偏置，功率绕组也就无法馈电，所以这种无刷直流电机没有起动转矩；其次，由于信号电动势的前沿陡度不大，晶体管的功耗大。为了克服这些弊病，人们采用了离心装置的换向器，或采用在定子上放置辅助磁钢的方法来保证电机可靠地起动。但前者结构复杂，而后者需要附加的起动脉冲。其后，经过反复的试验和不断的实践，人们终于找到了用位置传感器和电子换相线路来代替有刷直流电机的机械换向装置，从而为直流电机的发展开辟了新的途径。20世纪60年代初期，接近开关式位置传感器、电磁谐振式位置传感器和高频耦合式位置传感器相继问世，之后又出现了磁电耦合式和光电式位置传感器。半导体技术的飞速发展，使人们对1879年美国人霍尔发现的霍尔效应再次发生兴趣，经过多年的努力，终于在1962年试制成功了借助霍尔元件（霍尔效应转子位置传感器）来实现换相的无刷直流电机。在⒛世纪70年代初期，又试制成功了借助比霍尔元件的灵敏度高千倍左右的磁敏二极管实现换相