STC電調(diào)原理剖析
????伴隨著智能車比賽的不斷創(chuàng)新,無刷電機(jī)也逐步進(jìn)入大家的視野!今天我就和大家探討一下無刷電調(diào),不僅是和大家分享硬件電路,同時也向大家展現(xiàn)一下無刷電機(jī)的原理以及器件如何選型。對于知識了然于心才是我們所需要的,并不是僅僅要求一個電路板工作就行。
????首先,我們先來了解一下無刷電機(jī)的機(jī)械組成。無刷依據(jù)轉(zhuǎn)子類型分為內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子型。


有同學(xué)可能會問,什么是轉(zhuǎn)子呢?籠統(tǒng)的說,就是永磁鐵構(gòu)成的磁塊,定子則為電機(jī)的繞組即線圈。對于線圈,有兩種繞線方式,一種是星型連接,一種是三角型連接。



需要注意的是:對于外轉(zhuǎn)子與內(nèi)轉(zhuǎn)子的星型連接來說,外轉(zhuǎn)子的三根線在中心是相互絕緣的,而內(nèi)轉(zhuǎn)子則是相交于一點的,這將影響到我們后續(xù)檢測原理的分析。容易忽略的一點是,電機(jī)繞組是與磁鐵的磁極數(shù)量是不一致的,一般都是9繞組6極(內(nèi)轉(zhuǎn)子),12繞組需4極(外轉(zhuǎn)子),這樣做是為了防止轉(zhuǎn)子的磁極與定子的線圈相吸而產(chǎn)生對齊,產(chǎn)生干擾波動。
????接下來,為大家介紹一下無刷電機(jī)的工作原理;了解過無刷電機(jī)的同學(xué),應(yīng)該知道,無刷電機(jī)因其檢測轉(zhuǎn)子位置的方式不同而分為有感和無感。那檢測轉(zhuǎn)子位置是為了什么呢??? 其目的是得知轉(zhuǎn)子的位置后,改變線圈的通電位置和方向,從而使轉(zhuǎn)子加速或減速。檢測方式分為磁編碼器,霍爾傳感器以及過零檢測。前兩種為有感方式,但價格較貴,第三種為無感,性價比高,就是程序復(fù)雜些(此種方式需要電機(jī)運轉(zhuǎn)后才能感知電機(jī)方向,所以在低速狀態(tài)下基本不可控)。由于負(fù)壓電磁不需要低速控制,所以大家一般都選擇RS2205這一款(無感外轉(zhuǎn)子電機(jī))。那過零檢測又是如何實現(xiàn)的呢??其原理就是利用線圈切割磁感線產(chǎn)生的感生電動勢來判斷的,我們以一張簡化圖來分析。


????由于電機(jī)本身的內(nèi)阻很小(可以拿萬用表懟一懟,大概在零點幾Ω),如果電機(jī)上電壓接近供給電壓值的話,會產(chǎn)生很大的電流,會將電機(jī)燒壞,但是實際不會,那是因為線圈上產(chǎn)生的反向電動勢抵消了很大一部分。我們不妨假設(shè)其產(chǎn)生了11.4V反向電動勢(電源供給12V),如等效模型圖可知,AB中點電壓為6V,而C線圈在不考慮繞組差異的前提下,應(yīng)該與A、B線圈產(chǎn)生一樣的感生電動勢,即為5.7V,觀察上面的換相圖可知。從AB相換到AC相,C線圈面對的磁極發(fā)生了變化,即產(chǎn)生的電動勢方向也會發(fā)生改變(假設(shè)N極產(chǎn)生的電動勢為正的話),C線圈的電壓在11.7V--0.3V波動(在中間電壓上疊加的);只要拿這個電壓與中點電壓即可判斷即可,可以利用單片機(jī)的模擬比較器(如果僅有一個比較器,分時復(fù)用即可),此現(xiàn)象即為過零。

那對于外轉(zhuǎn)子呢?其實大致分析方式是一致的,但是由于其接線方式的差異,導(dǎo)致電流路徑有兩條,假設(shè)先在是A->B,一種路徑是直接A->B,還有一種是A->C->B,通過觀察上面的圖片可以看出。(主要是因為線圈兩兩一組,且相同兩組之間又連在一塊,這就形成了另一條回路),如果大家想連接更多,我會后續(xù)將詳細(xì)的解析用網(wǎng)盤發(fā)到評論區(qū)。
原件選型以及剖析將會在后續(xù)推出,敬請期待!