一文讀懂無刷電機控制原理

前言

現在很多設備都是搭載的無刷電機而不是有刷電機了，為啥？性能好啊！

引入

同性相斥異性相吸

可以看出，只要改變磁鐵的極性，電機就能轉起來

那 怎么改變磁鐵極性呢？

右手螺旋定則可以根據電流的流向來判斷哪一端是N級

只要電流的方向改變了，那極性也就跟著改變了

下面用通電線圈來替代磁鐵

如何改變電流方向？

如果將4個開關按如圖的方式連接的話，閉合不同的開關，電流方向就會發生改變（此電路是不是有點像字母‘H’，所以叫H橋電路）

現在，把開關替換成MOS管，就可以用單片機來控制了

如何控制電機的轉速？

假如開關一會兒閉合一會兒斷開，是不是電機的轉速就會相應改變呢，對吧？（電機由于慣性不會斷電就立即停下來，斷電只會減速）

一會低電平一會高電平這種稱為PWM（脈沖寬度調制）如圖所示

其中占空比=高電平/周期×100%

即改變占空比就是改變高電平的時間，也就是改變轉速

如何檢測轉子位置？

這里不得不提霍爾元件，當霍爾元件對著N級時輸出高電平，對著S級時輸出低電平

但當轉動90度時，霍爾元件對著分界處，這時就紊亂了

解決方法是再多加一個霍爾元件

這樣一來，即使另一個霍爾元件對著分界處，也不會紊亂了，依舊檢測出轉子的位置

為什么會有星型接法？

如果此時給W線圈通電（產生N極）等轉子旋轉120度（假定順時針旋轉），再給U線圈通電，等轉子旋轉120度，再給V線圈通電

這種方式的缺點就是每條線圈是獨立的的，并且同一時刻只有一條線圈通電

那如果同一時刻是兩條線圈通電，那是不是旋轉會更快啊

下面將這3條線圈連接起來，每兩條線圈通電，這樣產生的力矩就變大，轉速也就變快了，不停切換三相電流的流向就能讓轉子一直高速旋轉

當霍爾元件檢測轉子旋轉多少度時，就會改變從哪條線通電或斷電

如圖所示

總結

無刷電機本質是根據右手螺旋定則來切換電流方向以產生旋轉，并且根據霍爾元件檢測出轉子的位置，及時切換電流方向，為了效率更高，便采用星型接法。

原文：頭條@二兩紅油小面

轉自公眾號：一口Linux

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