無(wú)刷電機(jī)和電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)的工作原理

在本教程中，我們將學(xué)習(xí)無(wú)刷電機(jī)和電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)的工作原理。這篇文章是以下視頻的第一部分，我們將學(xué)習(xí)無(wú)刷直流電機(jī)和ESC（電子速度控制器）的工作原理，在第二部分我們將學(xué)習(xí) .

工作原理

無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)由定子和轉(zhuǎn)子兩個(gè)主要部分組成。在本圖中，轉(zhuǎn)子是一個(gè)帶有兩個(gè)磁極的永磁體，而定子由線圈組成，如下圖所示。

我們都知道，如果電流通過(guò)線圈，它會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁力線或磁極取決于電流方向。

所以如果我們施加適當(dāng)?shù)碾娏鳎€圈會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，吸引轉(zhuǎn)子的永磁體。如果一個(gè)轉(zhuǎn)子和另一個(gè)線圈之間的相互作用，我們會(huì)保持一個(gè)轉(zhuǎn)子和另一個(gè)線圈之間的相互作用。

為了提高電機(jī)的效率，我們可以把兩個(gè)相反的線圈繞成一個(gè)線圈，這樣就會(huì)產(chǎn)生與轉(zhuǎn)子磁極相反的磁極，從而得到雙倍的吸引力。

利用這種結(jié)構(gòu)，我們可以在定子上產(chǎn)生六個(gè)磁極，只需三個(gè)線圈或相位。我們可以通過(guò)同時(shí)給兩個(gè)線圈通電來(lái)進(jìn)一步提高效率。這樣一來(lái)，一個(gè)線圈會(huì)吸引轉(zhuǎn)子，另一個(gè)線圈會(huì)排斥轉(zhuǎn)子。

為了使轉(zhuǎn)子完成一個(gè)完整的360度循環(huán)，它需要六個(gè)步驟或間隔。

如果我們看一下電流波形，我們可以注意到，在每一個(gè)間隔中，有一個(gè)相位是正電流，一個(gè)相位是負(fù)電流，第三個(gè)相位是關(guān)斷的。這就產(chǎn)生了這樣的想法：我們可以將三相的自由端點(diǎn)連接在一起，這樣我們就可以在它們之間共享電流，或者使用一個(gè)電流同時(shí)為兩個(gè)相供電。

這里有一個(gè)例子。如果我們把A相拉高，或者用某種開(kāi)關(guān)（例如MOSFET）把它連接到正直流電壓上，在另一邊，把B相接地，那么電流就會(huì)從VCC流過(guò)，經(jīng)過(guò)A相，中性點(diǎn)和B相，到地上。所以，在一個(gè)單一的電流流中，我們產(chǎn)生了四個(gè)不同的磁極，使轉(zhuǎn)子移動(dòng)。

有了這個(gè)配置，我們實(shí)際上有一個(gè)星形連接的電機(jī)相位，其中中性點(diǎn)是內(nèi)部連接的，其他三個(gè)相位的末端從電機(jī)出來(lái)，這就是為什么無(wú)刷電機(jī)有三根電線從里面出來(lái)。

所以，為了讓轉(zhuǎn)子進(jìn)行完整的循環(huán)，我們只需要在6個(gè)間隔中激活正確的兩個(gè)mosfet，這就是esc的真正意義。

在本教程中，您將學(xué)習(xí)步進(jìn)電機(jī)的工作原理。我們將介紹步進(jìn)電機(jī)的基本工作原理、驅(qū)動(dòng)模式和鈥

電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)如何工作（電子速度控制器）

通過(guò)激活電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)或無(wú)刷電機(jī)控制電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度的無(wú)刷電機(jī)或電機(jī)。頻率越高或電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)通過(guò)6個(gè)間隔的時(shí)間越快，電機(jī)的速度就越高。

然而，這里有一個(gè)重要的問(wèn)題，那就是我們?nèi)绾沃篮螘r(shí)激活哪個(gè)階段。答案是我們需要知道轉(zhuǎn)子的位置，有兩種常用的方法來(lái)確定轉(zhuǎn)子的位置。

第一種常見(jiàn)的方法是使用傳感器嵌入定子中，彼此等距布置120或60度。

當(dāng)轉(zhuǎn)子永久磁鐵旋轉(zhuǎn)時(shí)，霍爾效應(yīng)傳感器感應(yīng)磁場(chǎng)，并對(duì)一個(gè)磁極產(chǎn)生邏輯"高"，對(duì)另一個(gè)磁極產(chǎn)生邏輯"低"。根據(jù)該信息，ESC知道何時(shí)激活下一個(gè)換向序列或間隔。

第二種常用的確定轉(zhuǎn)子位置的方法是通過(guò)感應(yīng)反電動(dòng)勢(shì)或反電動(dòng)勢(shì)。反電動(dòng)勢(shì)是產(chǎn)生磁場(chǎng)的完全相反的過(guò)程的結(jié)果，或者當(dāng)移動(dòng)或變化的磁場(chǎng)通過(guò)線圈時(shí)，它在線圈中產(chǎn)生電流。

所以，當(dāng)轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)磁場(chǎng)通過(guò)自由線圈，或者不活躍的線圈時(shí)，它會(huì)在線圈中產(chǎn)生電流，從而在線圈中產(chǎn)生電壓降。根據(jù)下一次電壓下降的時(shí)間間隔，ESC計(jì)算出電壓下降的時(shí)間間隔。

這就是無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)和靜電穩(wěn)定控制系統(tǒng)的基本工作原理，即使我們?cè)黾愚D(zhuǎn)子和定子的極數(shù)也是一樣的。我們?nèi)匀粫?huì)有一個(gè)三相電機(jī)，只有間隔的數(shù)量會(huì)增加，才能完成一個(gè)完整的循環(huán)。

在這里我們還可以提到，無(wú)刷直流電機(jī)可以在運(yùn)行或領(lǐng)先。永磁無(wú)刷電機(jī)的永磁體在電磁鐵內(nèi)部，反之亦然，一個(gè)超越型電機(jī)的永磁體在電磁鐵外。同樣，它們使用相同的工作原理，而且每種方法都有自己的優(yōu)點(diǎn)或缺點(diǎn)。

好了，理論已經(jīng)足夠了，現(xiàn)在讓我們來(lái)演示一下，看看我們?cè)诂F(xiàn)實(shí)生活中是怎么解釋的。為此，我們將把無(wú)刷電機(jī)的三相連接到示波器上。我在一個(gè)點(diǎn)上連接了3個(gè)電阻，形成了一個(gè)虛擬的中性點(diǎn)，在另一邊，我把它們連接到無(wú)刷直流電機(jī)的三相。

我們首先注意到的是三個(gè)正弦波。這些正弦波實(shí)際上是在相位不活躍時(shí)產(chǎn)生的反向EFM。

我們可以看到，當(dāng)我們改變馬達(dá)的轉(zhuǎn)速時(shí)，正弦波的頻率和振幅也會(huì)改變。轉(zhuǎn)速越高，反電動(dòng)勢(shì)正弦波的頻率和振幅就越高。然而，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的實(shí)際上是這些峰值，這些峰值是產(chǎn)生變化磁場(chǎng)的活躍相。

我們可以注意到，在每個(gè)間隔，有兩個(gè)活躍的和一個(gè)不活躍的階段。例如，這里我們有相A和相B，而相C是不活躍的。然后我們有A相和C相，而B相不活躍，依此類推。

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然而，這是無(wú)刷電機(jī)的基本工作原理。如果你想要一些更真實(shí)的例子和學(xué)習(xí)如何使用Arduino控制無(wú)刷電機(jī)，你應(yīng)該查看本教程的第二部分。