有刷电机 有刷电机是内含电刷装置的将电能转换成机械能（电动机）或将机械能转换成电能（发电机）的旋转电机。 有刷电机是所有电机的基础，它具有启动快、制动及时、可在大范围内平滑地调速、控制电路相对简单等特点。 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。 步进电机是一种感应电机，它的工作原理是利用电子电路，将直流电变成分时供电的，多相时序控制电流，用这种电流为步进电机供电，步进电机才能正常工作，驱动器就是为步进电机分时供电的，多相时序控制器。 虽然步进电机已被广泛地应用，但步进电机并不能像普通的直流电机，交流电机在常规下使用。它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。 随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，在各个国民经济领域都有应用。 减速电机 减速电机是指减速机和电机（马达）的集成体。这种集成体通常也可称为齿轮马达或齿轮电机。
视频内容 1.步进电机 1.1什么是步进电机? 步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。通俗一点讲：当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（及步进角）。 串联接法一般在电机转速较的场合使用，此时需要的驱动器输出电流为电机相电流的0.7倍，因而电机发热小；并联接法一般在电机转速较高的场合使用（又称高速接法），所需要的驱动器输出电流为电机相电流的1.4倍，而电机发热较大 一个二相电机的内部绕组与四相电机完全一致，小功率电机一般直接接为二相，而功率大一点的电机，为了方便使用，灵活改变电机的动态特点，往往将其外部接线为八根引线（四相），这样使用时，既可以作四相电机使用，可以作二相电机绕组串联或并联使用 感应子式步进电机以相数可分为：二相电机、三相电机、四相电机、五相电机等。 定位转矩：电机在不通电状态下，电机转子自身的锁定力矩（由磁场齿形的谐波以及机械误差造成的） 静转矩：电机在额定静态电作用下，电机不作旋转运动时，电机转轴的锁定力矩。
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电机的类型划分可以从不同角度给出不同的类别，但是一般工程师是根据自己的实际的需求进行划分：在速度要求高的场合会选择直流电机，精度要求高，速度要求低的场合会选用不仅电机，电机输出功率较大的场合会采用交流电机 1 电机类型划分 1.1 直流电机 直流电机可以划分为直流有刷电机，直流有刷减速电机，直流无刷电机，直流无刷减速电机。 从字面可以理解，直流电机和直流减速电机的区别是直流减速电机的输出轴端安装有电机的减速器，减速器会使得电机的速度明显下降，但是电机的输出力矩会明显增大。 1.3伺服电机 伺服电机相对前面的电机类型更加强调电机的闭环控制。 一般来说伺服电机会有专门的伺服电机驱动器。且伺服电机可以分为直流伺服电机以及交流伺服电机。 视频内容 1.4 舵机 舵机是一种方面搭建快速搭建原型机的电机类型。
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伺服电机是自动控制装置中被用作执行元件的微特电机，其功能是将电信号转换成转轴的角位移或角速度。 ? 伺服电机分为交流伺服和直流伺服两大类 交流伺服电机的基本构造与交流感应电动机（异步电机）相似。 交流伺服电机也是无刷电机，分为同步和异步电机，目前运动控制中一般都用同步电机，其功率范围大，功率可以做到很大，大惯量，最高转速低，转速随功率增大而匀速下降，适用于低速平稳运行场合。 伺服电机分为直流和交流伺服电动机两大类，其主要特点是，当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降。 交流伺服电机和无刷直流伺服电机在性能上有什么区别？ 3、带有驱动器和控制器（如伺服电机、步进电机），控制性能良好。 4、高可靠性，高精度。 “精密传动微特电机”的类别、结构和性能 1、交流伺服电机 （1）笼型两相交流伺服电机（细长笼型转子、机械特性近似线性、体积和励磁电流小、小功率伺服、低速运转不够平滑）。
电机所有的电流全部用来产生电磁转矩，只用控制 i q i_q iq就可以控制电机转矩，就实现了电机的静态解耦。 ，FOC控制算法主要是电机的稳定性控制，而不是电机本体的驱动。 ：一种定义认为只有梯形波/方波无刷直流电机才可以称为无刷直流电机，而正弦波无刷电机则被称为永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor，PMSM）；另一种定义认为梯形波 /方波无刷电机和正弦波无刷电机都是直流无刷电机。 5、无刷直流电机KV值定义为：转速/V，意思是输入电压每增加1V，BLDC电机空转转速增加的转速值。同系列同外形尺寸的无刷电机，根据绕线匝数的多少，会表现出不同的KV特性。
目录 1、无刷电机与有刷电机工作原理的区别 1.1、有刷电机工作原理 1.2、无刷电机工作原理 2、无刷电机与有刷电机的性能差异 2.1、有刷电机结构简单、开发时间久、技术成熟 2.2、直流有刷电机响应速度快 寿命长，低维护成本 3、有刷电机与无刷电机调速方式的区别 ---- 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。 有刷电机：有刷电机是内含电刷装置的将电能转换成机械能(电动机)或将机械能转换成电能(发电机)的旋转电机。区别于无刷电机，电刷装置是用来引入或引出电压和电流的。 1、无刷电机与有刷电机工作原理的区别 1.1、有刷电机工作原理 有刷电机是大家最早接触的一类电机，中学时物理课堂上介绍电动机也是以它为模型来展示的。 这些电路，就是电机控制器。无刷电机的控制器，还可以实现一些有刷电机不能实现的功能，比如调整电源切换角，制动电机，使电机反转，锁住电机，利用刹车信号，停止给电机供电。
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电机根据其驱动原理可以分为直流电机、步进电机、交流电机等类型。在一般的控制应用中可以认为：步进电机的精度较高，直流电机的转速快且交流电机的负载大。 就机器人系统而言，大部分日常见到的机器人系统均是直流电机，直流电机可以分为： 直流有刷电机-直流有刷减速电机-直流无刷电机-直流无刷减速电机 其具体的分类方法较多，包含给予工作电源的划分，给予结构和工作原理的划分 就直流有刷电机和直流无刷电机的区别，可以总结如下： 直流有刷电机 直流无刷电机 结构简单，成本较低，速度快，启动转矩大，平稳，且制动效果良好。 但是缺点是需要更换电刷 低干扰，噪音低，高速，电机寿命好长，维护成本低。如变频空调，机器人等 本节主要讲解直流有刷电机结构-驱动与控制。 视频内容 image.png 3 直流减速电机 直流减速电机包含了直流电机和减速器。
电机开发板使用说明 3.1 电机板如下图 1 所示，包括以下资源： 控制芯片：JMT18F003 PLUS芯片； 24V-DC电源接口：为电机板提供24V直流电； 电机U/V/W 接口：连接电机的3根控制线 ； 电机霍尔接口：连接电机霍尔信号的五根控制线，从左至右依次为： HC、HB、HA、VDD、GND； 串口：用于程序下载和打印调试信息； 滑阻：通过改变滑阻的大小，实现对电机转速的控制； 采样电阻：0.05 3.2 电机板使用注意点 由于下载串口的 RX管脚与滑阻管脚复用，在使用的时候只能二选一； 电机控制方式选择如图 2 所示，排针 J5、J6、J7 按图 2 左边方式短接则表示选择的电机控制方式为无感控制方式 4.3 PWM MOS 管及驱动电路 4.4 电机反电动势采样电路 4.5 电机霍尔信号输入电路 4.6 电流采样电路 电机板默认采用内部放大电路对电流进行 AD采样。 5. 电机控制方式选择SENSORMODE选择为0时，表示选择无感控制电机的方式，主板需要按图 2 左边的排针接法连接；SENSORMODE 选择为 1 时，表示选择有感控制电机的方式，主板需要按图2右边的排针接法连接
摘要 本篇笔记主要介绍，如何利用ST MCSDK实现直流无刷电机控制 2. 准备工作 1）， IAR 8.3.1 2）， 安装ST 电机控制MCSDK软件 ? 举例说明 ST的电机控制SDK主要是为现在应用越来越多的直流无刷电机BLDC和永磁同步地啊你PMSM的控制而开发的，提供库和源码两个版本，库版本随便下载使用，带源码的需要公司邮箱申请验证批准下载 ? 我们以F103为例以IHM07M1意法的小功率板为例来控制一个小直流无刷电机。电机参数如下 ? ? ? 4. 操作步骤 打开电机控制的workbench 软件，选取控制板和功率板，以及电机，如果是官方的板卡还可以使用motor profile自动识别电机参数，提高控制精度，如果是自制板卡需要自己清楚电机参数或者测量电机参数 可以看到成功实现了电机的控制，当然有兴趣的可以自己研究下FOC算法，实际的项目中，我们还要根据实际做一些修改，调试双环控制的PID参数，也支持三环控制。demo可以成功实现直流无刷电机的控制。 5.
最近项目用到了直流无刷电机的控制，其实在公众号之前的文章给大家多多少少介绍过一些BLDC电机的相关知识，无刷直流电机(BLDC)也被称为电子换向电机。转子上没有刷子，在某些转子位置进行电子换向。 其应用非常广泛，如风扇，泵，HVAC系统的鼓风机和压缩机，家用电器，机器人，伺服，跑步机等等，家用电器里现在许多都是BLDC电机的控制。 主要分为有传感器和无传感器控制，拓扑框图如下： ? ? 可以看出，带霍尔传感器的有传感器控制跟无传感器的框图还是有一些区别，功率电路部分都一样，都是六个功率管子，采用PWM来控制，需要用到MCU的编解码器模块，这个模块在公众号里曾给大家介绍过，用来测量电机转速 一定要会看这几张图，你才能搞懂BLDC电机的控制，和他的原理。
：8~35V; 1B 1A 2A 2B:接步进电机 ，通常四相电机红绿为一组，蓝黄为一组，即1A,1B接步进电机的一组线圈，2A,2B接步进电机的一组线圈 A4988步进电机驱动板常见问题总结（侵删） （42步进电机两相一般为50齿，步距角1.8，相电流1.3-1.7A） 启动频率不能太高，要求速度较大时不建议使用步进电机； 步距角越小，电机运动越平滑； 混合式步进电机步距角的计算公式： =180 °/PNr P:步进电机相数 Nr：步进电机转子N级或者S级的齿数 步进电机转速=脉冲频率*60/[(360/T)*X] X:步进电机驱动器的细分数（电机运行时的真正步距角是固有步距角的几分之一 ，与电机无关，如果是16细分，则发一个脉冲电机走0.1125°，即3200个脉冲走一圈360°。 可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的;同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度， 从而达到调速的目的 三、步进电机与直流电机控制小车的差异 定时器配置 直流电机平衡小车
电机的控制历来都是一个难点，在学校里学习时学生的难点，在工作中也是工程师的难点，我们曾经给大家介绍过一些电机的知识，因为手上刚好有一台NXP的高压电机控制平台，今天我们来看看NXP推出的电机控制高压平台 并配合电机监控调试工具freeMaster， ? 可以轻松实现电机从驱动到监控的一站式环境开发。 软件开发环境我们用IAR，可以到官网下载电机开发的软件包进行评估和学习。 做电机控制一定要注意安全，因为涉及到高压部分。 这些参考资料和制版文件都是可以下载到，对电机控制感兴趣的同学可以去看看。 ? 因为电机控制涉及到控制器大量的外设，需要掌握PWM，ADC, UART, TIMER, 还有一些电机控制的专有算法，滤波，坐标变换以及反变换，PI调节等，对功率电路也要有一定了解，熟悉常用功率管的工作特性 所以说做电机控制基本上把你大学相关的课程都涉及到了。随着工业4.0时代的到来，大量电机的智能控制也提到工程师面前，掌握好基础，才能应对这些变换和挑战。
rad/s^2 t = 40/9168 = 4.3ms 2.3 最终的力矩 M = Jb = 2.5*10 ^ -4 * 9168 = 2.5 *0.9168 = 2.298 NM 以上力矩没有算电机转子的固定惯量
开门见山： 在讲解无刷电机的无霍尔传感器(以下简称无感)应用原理前，本文假设读者己对有感无刷电机的工作原理有所了解。 2．反电动势波形 上图所示为无刷电机运转中的理想反电动势波形，红线标出来的是反电动势的过零点。两个虚线间是60度电气角度，不要理解成电机的机械角度。 常用航模电机属于无刷三相六拍电机，每个电周期有六个状态。 4．线圈换相的顺序 关于电机运行的换相步骤，需严格按照以下的换相顺序如图4所示，应用中需要调换电机的转动方向，只需把电机的任意两根相线对调即可。 5. 用定时器得到计时值后除以2就是当前电机转速下的30度电角度延迟时间值，把此时间值装入一个定时器，并打开该定时器中断，等延时完毕进中断即可完成电机换相。
虽然步进电机已被广泛地应用，但步进电机并不能象普通的直流电机，交流电机在常规下使用。它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。 感应子式步进电机工作原理 （一）反应式步进电机原理由于反应式步进电机工作原理比较简单。 一个二相电机的内部绕组与四相电机完全一致，小功率电机一般直接接为二相，而功率大一点的电机，为了方便使用，灵活改变电机的动态特点，往往将其外部接线为八根引线（四相），这样使用时，既可以作四相电机使用，可以作二相电机绕组串联或并联使用 2、分类 感应子式步进电机以相数可分为 ：二相电机、三相电机、四相电机、五相电机等。 电机一旦选定，电机的静力矩确定，而动态力矩却不然，电机的动态力矩取决于电机运行时的平均电流（而非静态电流），平均电流越大，电机输出力矩越大，即电机的频率特性越硬。
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