无感无刷直流电机之电调设计全攻略.pdf

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。最近开始动手做了，打算先从电调开始，发现真要做起来问题还真是一大 堆。所幸有论坛这么好一个交流平台，很多问题其实前人都已经碰到过了，参考前人的经验， 让我少走了很多弯路。在此要感谢论坛各位前辈大侠和阿莫的 ourdev。:-) 前人种树、后人乘凉，既然受惠于前人，怎好意思独享，当然也应该帮助一下新入门的 开发者。由于四轴分论坛的帖子数量已经很多了，光搜一下无刷电机和电调也有近百来篇帖 子，次序和深浅程度不一，想要看完并完全理解这些帖子对新人来说不啻是一个艰巨的任务。 而且很多帖子的发帖时间都比较久远了，回帖提问也未必能得到原作者的回答。我写这篇文 档的目的，就在于做一个整理和汇编，把很多零散的、前人已解答过的问题分门别类整理出 来，并添加一些自己制作电调时的经验和总结。 在参考一些关于无刷电机驱动的书籍和帖子的时候，发现高手或是大师好像都比较惜字 如金，一些问题往往点到为止或者一笔带过，有些看似简单的问题会让像我这样的电调DIYer 困惑很久。所以在本文行文时，笔者力图把问题以大白话的形式说 无感无刷直流电机之电调设计全攻略旨在为四轴飞行器和其他应用中的无刷电机控制器（电调）提供详尽的制作和理解指南。本文档由一位深入研究四轴项目的开发者编写，旨在整合前人经验和自己的实践，以便新手能够更轻松地进入这个领域。 在电机基础知识部分，首先介绍了三个基本定则，即左手定则、右手定则（安培定则一）和右手螺旋定则（安培定则二），这些都是理解电机工作原理的关键。左手定则用来判断导体在磁场中的运动方向；右手定则则用于确定电流产生磁场的方向；右手螺旋定则进一步解释了磁场线与电流的关系。 接着，文档详细阐述了无刷直流电机的工作原理，包括内转子和外转子电机的区别。内转子电机通过磁回路分析法展示了其工作方式，解释了三相二极和多极电机的结构。外转子电机则以其独特的结构，如新西达 2212 电机为例，展示了如何产生旋转动力。 无刷直流电机的转矩理论分析是电调设计的重要环节。传统无刷电机绕组结构的解析揭示了电流如何在不同相位产生扭矩。转子磁场的分布情况和受力分析揭示了电机扭矩产生的物理过程。通过近似分析模型，可以简化复杂的电磁计算，为电调的设计提供实用的方法。 电调设计涉及驱动电路、信号处理和控制算法等多个方面。设计者需要理解电机的电气特性，包括相电压、相电流以及它们与电机速度和扭矩的关系。此外，脉宽调制（PWM）技术在电调中扮演核心角色，通过调整PWM信号的占空比来控制电机转速。控制算法，如六步换相或FOC（磁场定向控制），是实现高效、平滑电机运行的关键。 电调还需要考虑保护机制，例如过流、过热和短路保护，以确保电机和整个系统的安全。同时，效率优化、尺寸紧凑化和成本控制也是电调设计时需要考虑的因素。 无感无刷直流电机之电调设计全攻略是一份全面的参考资料，涵盖了从电机基础知识到实际电调设计的各个环节。对于想要自制电调或深入了解电机控制的初学者来说，这是一份宝贵的教程。