馬達(dá)基礎(chǔ)交流電機(jī)知識(shí)講解

時(shí)間：2019-12-13 10:07

馬達(dá)基礎(chǔ)知識(shí)講解課程介紹

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張飛軟硬開源：基于STM32的BLDC直流無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器視頻套件

視頻亮點(diǎn)展示：

亮點(diǎn)一：本視頻也是典型的 數(shù)模混合電路，前5部視頻主要講模擬電路。如何實(shí)現(xiàn)無縫混搭？電路設(shè)計(jì)又需要注意哪些細(xì)節(jié)呢？這是本部視頻最大亮點(diǎn)。

亮點(diǎn)二：本部視頻通過硬件波形的整形、儲(chǔ)存，以及根據(jù) 時(shí)序 來分配并動(dòng)作，根據(jù)時(shí)序進(jìn)行多路信號(hào)的切換，以及不同波形在不同時(shí)刻發(fā)生不同的動(dòng)作。鍛煉學(xué)員綜合協(xié)調(diào)處理波形根據(jù)時(shí)間來鎖存信號(hào)與釋放信號(hào)的能力。如果以前是二元化，現(xiàn)在就是三元化。以前只是電壓電流為主軸的波形設(shè)計(jì)，現(xiàn)在則是 電壓電流波形在時(shí)間軸上 的分配。

亮點(diǎn)三：全場(chǎng)以實(shí)物為依托，進(jìn)行 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，并且手把手教會(huì)大家進(jìn)行單個(gè)模塊的調(diào)試與模塊之間聯(lián)調(diào)的方法，手把手教會(huì)并提高大家調(diào)試電路的動(dòng)手能力，這也是工程師必備的最重要的一點(diǎn)。調(diào)試過程中遇到的很多難點(diǎn)、很多困難，敬請(qǐng)關(guān)注張飛老師如何親自進(jìn)行調(diào)試，如何克服困難，如何去分析尋找突破點(diǎn)。

亮點(diǎn)四：本部視頻，張老師教會(huì)大家如何用 萬用表來測(cè)量 一些元器件，有助于提高維修線路板的效率，節(jié)省時(shí)間，更多精彩的內(nèi)容請(qǐng)關(guān)注視頻。

亮點(diǎn)五：本視頻基于前幾部視頻，讓工程師深入到第二階段學(xué)習(xí)，提高復(fù)雜電路的架構(gòu)與設(shè)計(jì)能力，掌握到電路設(shè)計(jì)的全局觀。不再像以前簡單的基于元器件的使用，而是如何綜合運(yùn)用各種復(fù)雜器件實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜應(yīng)用。

通過學(xué)習(xí)本套視頻你可以獲得什么？

一、BLDC（直流無刷馬達(dá)） 工作原理

二、學(xué)習(xí)有霍爾位置傳感器 和無霍爾位置傳感器的BLDC區(qū)別

①目前有位置傳感器用的比較多，由于它能夠準(zhǔn)確采樣轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置，所以更能穩(wěn)定可靠運(yùn)行，控制方式相對(duì)來說也簡單些。因此，在很多項(xiàng)目中得到大量使用。應(yīng)用領(lǐng)域：特別適合大負(fù)載和靜止啟動(dòng)的情況。比如，電動(dòng)車、電動(dòng)自行車、電動(dòng)汽車、高鐵等中均得到大量而廣泛的應(yīng)用。當(dāng)然，畢竟馬達(dá)上多個(gè)sensor ，在馬達(dá)制作工藝方面增加了復(fù)雜度，增加了成本。同時(shí)，霍爾也存在一定幾率的老化不良等問題，對(duì)電機(jī)的整個(gè)壽命產(chǎn)生一定的影響。

②由于有位置馬達(dá)存在上述的弊端，無位置由于沒有sensor工藝簡單，同時(shí)更加安全可靠，所以在很多場(chǎng)合也得到比較多的應(yīng)用。在一些復(fù)雜惡劣的環(huán)境、輕負(fù)載的情況下應(yīng)用，比如風(fēng)機(jī)，空調(diào)壓縮機(jī)，汽車的冷卻風(fēng)扇等。但是，由于位置是根據(jù)馬達(dá)的反電動(dòng)勢(shì)計(jì)算得來的，因此具有不可靠性。而且在馬達(dá)靜止情況下，由于不存在反電動(dòng)勢(shì)，因此轉(zhuǎn)子的位置更加難以確定。所以，不適合馬達(dá)在靜止條件下使用。

③綜上所訴，有位置的馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)器比較簡單，馬達(dá)相對(duì)復(fù)雜，可靜止啟動(dòng)。無位置控制的馬達(dá)優(yōu)點(diǎn)是馬達(dá)簡單控制器復(fù)雜，適合輕負(fù)載，非零轉(zhuǎn)速啟動(dòng)或者在馬達(dá)又一定轉(zhuǎn)速下啟動(dòng)。

三、霍爾位置設(shè)計(jì)

四、高壓和低壓應(yīng)用（供電和應(yīng)用）

如果是接電網(wǎng)，一般接高壓，降低成本。接電網(wǎng)是用310V或者更高。還有一種戶外移動(dòng)電源供電，這種一般情況是做低壓。那么，都有這么個(gè)代表?？照{(diào)壓縮機(jī)--高壓；電動(dòng)車--低壓；隨著bldc的快速發(fā)展，低壓為代表的發(fā)展十分迅速，智能代步工具；機(jī)器人；電動(dòng)工具；園林工具等等。高壓和低壓這兩個(gè)方向發(fā)展十分巨大，快速發(fā)展的。

五、馬達(dá)的轉(zhuǎn)子、定子采樣設(shè)計(jì)

BLDC 分外轉(zhuǎn)子和內(nèi)轉(zhuǎn)子，如何整合？

外轉(zhuǎn)子應(yīng)用領(lǐng)域廣泛：風(fēng)扇馬達(dá)、輪轂馬達(dá)、多旋翼無人機(jī)航模，電動(dòng)滑板（見下圖）。

外轉(zhuǎn)子和內(nèi)轉(zhuǎn)子相同工作下特性比較：外轉(zhuǎn)子體積小，內(nèi)轉(zhuǎn)子大；但是，外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)復(fù)雜，強(qiáng)度不如內(nèi)轉(zhuǎn)子；

六、方波和正弦波介紹

從馬達(dá)的反電動(dòng)勢(shì)波形來區(qū)別，可以分為正弦波和方波。這個(gè)主要是指反電動(dòng)勢(shì)，這個(gè)是由磁鋼的充磁方向決定的。在區(qū)分馬達(dá)是否正弦馬達(dá)輸出相兩端的端電壓，用手撥動(dòng)馬達(dá)旋轉(zhuǎn)，如果端電壓是正弦波就為正弦波馬達(dá)，反之為方波馬達(dá)。目前方波馬達(dá)的控制技術(shù)成熟。正弦波復(fù)雜，驅(qū)動(dòng)器控制差不多，未來空間大。但是目前主流仍是方波馬達(dá)。

七、電壓，轉(zhuǎn)速，扭矩，功率之間關(guān)系

①　功率速度扭距轉(zhuǎn)換公式

②　詳細(xì)解釋馬達(dá)的轉(zhuǎn)速與馬達(dá)扭距之間的關(guān)系（從磁場(chǎng)切割的原理解釋）

③　詳細(xì)解釋馬達(dá)的極對(duì)數(shù)，以及虛擬電機(jī)，馬達(dá)電周期與機(jī)械周期之間的區(qū)別

④　馬達(dá)線圈扎數(shù)與馬達(dá)扭距之間的關(guān)系；

⑤　馬達(dá)的電壓與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系，及馬達(dá)的電流與轉(zhuǎn)速，效率之間的關(guān)系，和如何調(diào)速。

對(duì)于BLDC馬達(dá)，一般情況下電壓越高，轉(zhuǎn)速越高；反之，電壓越低馬達(dá)的轉(zhuǎn)速越低。從這個(gè)角度來說，實(shí)行調(diào)速，可以用PWM調(diào)速法。

第二個(gè)角度講，定子由硅鋼片合成，當(dāng)線包通過電流，會(huì)產(chǎn)生渦流損耗，此渦流的平方和電流平方成正比，隨著電流增大而增大，稱為鐵損，從線包的損耗稱為銅損，和渦流的鐵損，角度來講，電流不應(yīng)過大。

當(dāng)然，電壓也不能夠無限制的增加，隨著電壓的升高，一些馬達(dá)控制邏輯是低壓器件，存在電源轉(zhuǎn)換，電壓越高，電源轉(zhuǎn)換付出的成本也就越多。另外，電壓選擇需要依靠外界提供的電能。所以在一個(gè)項(xiàng)目中選擇馬達(dá)根據(jù)情況酌情處理。

八、BLDC如何實(shí)行電壓調(diào)速

本項(xiàng)目以三相bldc方波有位置傳感器馬達(dá)為實(shí)例，用全硬件的方式來搭建驅(qū)動(dòng)器電路。

①三相橋電路的設(shè)計(jì)：mosfet的選型和設(shè)計(jì)；mosfet充放電電路的設(shè)計(jì)；

②半橋驅(qū)動(dòng)電路的選型和講解；

③自舉充電電路的講解：如何實(shí)現(xiàn)自舉電容充電？

④半橋驅(qū)動(dòng)前級(jí)，復(fù)雜邏輯電路如何實(shí)現(xiàn)？分以下幾個(gè)方面：

      ? 如何用全硬件的方式實(shí)現(xiàn)馬達(dá)正轉(zhuǎn)？

      ? 如何實(shí)現(xiàn)馬達(dá)的停止？

      ? 如何實(shí)現(xiàn)自取電容的充電？

      ? 如何根據(jù)霍爾的邏輯信號(hào)來實(shí)現(xiàn)馬達(dá)的換向？

      ? 如何實(shí)現(xiàn)馬達(dá)的調(diào)速？

九、調(diào)試部分

1. 霍爾電路的調(diào)試

2. 數(shù)字電路的調(diào)試

3. 半橋電路的調(diào)試

4. 充電電路的調(diào)試

5. 橋式電路的調(diào)試

6. 馬達(dá)整機(jī)的聯(lián)調(diào)

受眾群體有哪些？

1、如果你還是學(xué)生，正厭倦于枯燥的課堂理論課程，想得到電子技術(shù)研發(fā)的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)；

2、如果你即將畢業(yè)或已經(jīng)畢業(yè)，想積累一些設(shè)計(jì)研發(fā)經(jīng)驗(yàn)憑此在激烈競(jìng)爭(zhēng)的就業(yè)大軍中脫穎而出，找到一份屬于自己理想的高薪工作；

3、如果你已經(jīng)工作，卻苦惱于技能提升緩慢，在公司得不到加薪和快速升遷；

4、如果你厭倦于當(dāng)前所從事的工作，想快速成為一名電子研發(fā)工程師從事令人羨慕的研發(fā)類工作。

張飛直流無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng) & 碎紙機(jī)項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)

（包括：第三部辦公室碎紙機(jī)系統(tǒng)項(xiàng)目，第八部直流無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)）

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