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车模有感无刷电机原理

正文
车模有感无刷电机原理

车模有感无刷电机原理

作者/编辑:佚名 http://www.zhengyutz.com 范文
  [车模有感无刷电机原理]

无刷电机的驱动工作原理 1.三相驱动桥 下图为无刷电机的三相全桥驱动电,使用六个N沟道的MOSFET管(Q1~Q6)做功率输出元件,工作时输出电流可达数十安,

车模有感无刷电机原理

。为便于描述,该电路有以下默认约定:Q1/Q2/Q3称做驱动桥的“上臂”,Q4/Q5/Q6称做“下臂”。

图中R1/R2/R3为Q1/Q2/Q3的上拉电阻,连接到二极管和电容组成的倍压整流电路(原理请自行分析),为上臂驱动管提供两倍于电源电压(2×11V)的上拉电平,使上臂MOSFET在工作时有足够高的VGS压差,降低MOSFET大电流输出时的导通内阻,详细数据可参考MOS管DataSheet。 上臂MOS管的G极分别由Q7/Q8/Q9驱动,在工作时只起到导通换相的作用。下臂MOS由MCU的PWM输出口直接驱动,注意所选用的MCU管脚要有推挽输出特性。

驱动桥全部选用N沟道MOSFET的好处: 大电流N沟道MOS可供选择的型号众多,货源充足便于购买,使用的MOSFET类型减少,间接降低采购元件的难度。 在图1中,上臂MOS管经过Q7/Q8/Q9驱动,逻辑电平和下臂MOS刚好相反,这样的好处是,MCU上电时I/O默认为1,上臂MOS不会导通。只有下臂MOS导通,因此不会有电流经过驱动桥,消除了潜在电路隐患。 C8是整个电调的电源滤波电容,使用中一定要接上,否则无刷电机的反电动势叠加在电源上不能被滤除,由倍压电路整流后的电压高达30V左右,己接近MOSFET的VGS上限,可能会损坏MOSFET。 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。星形接法中(Y形)在每一时刻电机的通电线圈只有两相,另一相线圈悬空,悬空的线圈会产生反电动势,反电动势来源于电机磁体旋转而造成本线圈切割磁力线和另两相线圈通电时的互感。由于电机转动的瞬时角速度呈梯形波动,产生的反电动势也相应的呈梯形变化。但这些不是重要的,我们需要的只是准确的检测出过零点,为换相做准备。看上图中的第一个电周期过零点数目,三个线圈在时间轴上共出现6次过零点,和电周期的节拍数目相同。我们所要做的是,只要检测到过零点,就需要给电机换相了。

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模型车需要行驶,就跟真车一样,需要一套动力单元,也有分电动和油动,至于混合动力这个估计就不需要奢望了,对于车模这么小的空间来说是不现实的,而且模型车也不需要考虑燃油经济性的问题。

本文则重点介绍电动模型的动力单元。

电动模型的动力,主要是指2个元件:

第一就是带动车架行驶的电机(Motor),也称马达/摩打等。

第二就是控制电机转速的调速器(Speed Controller),很久之前早期的调速器是使用舵机控制可调电阻拨片来实现,此类称为机械调速器,现已退出历史舞台,仅能在一些复刻车架包装盒或者说明书上看到其照片。

现在我们说调速器,都是指电子调速器,简称电调,英文Electronic Speed Controller,缩写ESC

按大类来分,可分为有刷动力和无刷动力。即有刷电调搭配有刷电机,以及无刷电调搭配无刷电机。

有刷电机与无刷电机

车模用的电机,全部都是内转子电机,也就是电机外壳是固定的,靠里面圆形转子转动,

范文

车模有感无刷电机原理》(http://www.zhengyutz.com)。外转子的这里不予讨论,想要了解外转子与内转子的,可以自行百度了解。

有刷电机:早期的电机,是将磁铁固定在电机外壳或者底座,成为定子。然后将线圈绕组,成为转子,模型车用有刷电机常见都是3组绕线,下图就是典型的有刷电机构造。

有刷电机典型构造.jpg

通过图片可见有刷电机最基本的组成部分除了定子,转子,还有碳刷,有刷电机因此也叫碳刷电机,或者有碳刷电机。

碳刷通过与绕组上的铜头接触,让电机得以转动。但是由于由于高速转动时,会带来碳刷的磨损,因此有刷电机需要在碳刷用完之后,更换碳刷。

而铜头也会磨损,因此在有碳刷时代的竞赛电机,除了更换碳刷,还需要打磨铜头,让铜头保持光滑。更换碳刷后还需要磨合,让碳刷与铜头的接触面积最大化,以实现最大电流来提高电机的转速/扭矩。

下图是田宫一款有刷电机:SUPER STOCK RZ,略有年份,现在估计找不到新的了

田宫有刷电机.jpg

无刷电机:既然有刷有以上的弊端,于是无刷便应运而生。

无刷是把线圈绕在定子上,然后把磁铁做成转子,转动的是磁铁,而不是线圈,因此就没有了碳刷这个消耗品。

既然线圈固定了,那么如何让线圈产生变化的磁场呢?这就是为什么无刷需要3根线的原因了。利用无刷电调,给线圈组对应地供电以产生相应的磁场,就可以实现不停地驱动磁铁转子保持转动。

下图就是无刷电机的最基本原理,动画图十分简单易懂,就是我们现在主流的2极电机的驱动原理。

无刷电机构造与驱动原理.gif

下图是好盈酷跑无刷电机

好盈酷跑3656-3800KV.jpg

总结:无论有刷电机还是无数电机,基本原理都是通过线圈产生磁场,然后搭配永磁铁来驱动转子转动。有刷是把永磁铁做成定子,线圈做成转子。而无刷则是把线圈做成定子,永磁铁做成圆形的转子。

电机使用小提示:玩家面向马达输出轴,马达以逆时针转动时,车架是前进方向,则是标准的车架设计。如果某些车架使用非标设计,那么就会变成马达逆时针转动时,车子反而后退。当然也有可能是一些轴车玩家安装过程出错,将差速的左右装反了,也会出现反向的错误

有刷电调与无刷电调

有刷电调,说完有刷电机,自然要提及到有刷电调,有刷电调就是用来控制有刷电机转速的设备了。

有刷电调往往只有4根线,2根是输入电源端,接到正负极。另外2根则是控制电机转速的输出端,接到电机的2个电极上。通过改变电流/电压以及传导方向就可以实现对转速以及正反的控制。

图中是好盈酷跑60A防型有刷电调

好盈酷跑60A有刷防水电调.jpg

以前的顶级竞赛级有刷电调是不带倒车的,因此只有3根线柱,接到电机正极的线和电池正极是同一根线柱。

图中是田宫曾经的顶级有刷电调

tamiya volac ms C3.jpg

无刷电调,和有刷一样道理,无刷电机需要工作,就必然需要一个无刷电调。

无刷电调输入端一样是2根线,正负极电源。但是无刷输出则需要3根线。原理上面我们介绍无刷电机的时候说过了,就是靠3根线不停地改变磁场以驱动转子转动。

下图是目前好盈顶级V3.1版120A电调

好盈V3.1-120A.jpg

说完原理,我们就知道,无刷电机必须使用无刷电调才可以。而有刷电机则需要使用有刷电调才行。

但是部分无刷电调可以通过改写内置程序,让输出的3根线桥搭成2根,用以驱动有刷电机。好盈科技之前就曾经推出过此类产品,不过早已停产因为无刷已经成为主流。

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车模有感无刷电机原理2
  第2篇 观书有感赏析及练习
  〖预览〗第一篇:《【阅读欣赏+训练】《观书有感》 1 观书有感 【南宋】朱熹 半亩方塘一鉴开,天光云影共徘徊。 问渠那得清如许?为有源头活水来。 作者简介 朱熹(1130—1200),字元晦,号晦庵,徽州婺源(今江西省婺源)人,南宋哲学家、教育家。闽学派的代表人物,世称朱子,是孔子、孟子以来最杰出的弘扬儒学的大师。 主题 本诗是一首说理诗。从字面上看好像是一首风景之作,实际上说的是读书对于一个人的重要性。源头活水不断,池水才能清澈见底映照出蓝天云影。以源头活水暗喻人要心灵澄明,就得认真读书,时时补充新知识。人们还常常用后两句来比喻人要不断学习新知识,才能达到新境界。 赏析 前两句诗写“半亩方塘”虽然不算大,但它却像一面镜子那样地澄澈明净,“天光云影”都被它反映出来了。闪耀浮动,情态毕见。作为一种景物的描写,写得十分生动。 在此基础上,诗人写出了颇有哲理的三、四句。诗人借水之清澈,是因为有源头活水不断注入,暗喻人要心灵澄明,就得认真读书,时时补充新知识。 题库 1、 本文使用了什么写作手法?作用是什么? 答案:借景喻理。以源头活水暗喻人要心灵澄明,就得认真读书,时时补充新知识。 2、理解性默写 (1)诗中富含哲理的诗句是:问渠那得清如许?为有源头活水来。 1《观书有感》阅读练习及答案 2 (2)诗中暗喻只有不断学习新知识,才能达……【全文阅读:观书有感赏析及练习
车模有感无刷电机原理3
  第3篇 家长代表在幼儿园家长会上的发言:心之所向,唯有感恩
  〖预览〗​尊敬的老师们、家长们,亲爱的小朋友们:大家下午好!非常荣幸能站在这里和大家交流内心的一点想法。不知不觉间,孩子已在我们幼儿园度过了一年多的快乐时光。幼儿园是孩子们走出家庭迈向社会的第一步,每位家长在孩子刚刚上幼儿园的时候无不充满焦虑,担心孩子适应不了,吃不好睡不好。那时候,孩子的爷爷奶奶姥姥姥爷,在孩子回家后都要端详孩子好一阵子,看看是不是吃不上饭又瘦了。事实证明,我们的担心都是多余的。在老师们无微不至的照料下,孩子们很快就度过了适应期。几天时间,就完成了从哭着闹着不愿上校车到一路小跑蹦蹦跳跳上校车的转变。在这几天里,我们家长总能接到老师们打来的电话,耐心给我们讲述孩子在学校里的表现,还给我们家长提出了宝贵的意见。我们都知道,仅仅照顾一个孩子就已经很疲惫了,老师们在照顾几十个孩子的情况下还能不厌其烦和我们家长共同商量如何解决孩子出现的问题,其背后巨大的付出可想而知。至今还记着很多令人感动的细节,一次孩子尿裤子了,老师没有把尿湿的裤子直接放到书包里,而是先用塑料袋包好,以免弄脏书包里的其他物品。有时孩子生病带着药去上学,为了更加清晰条理地给孩子们喂药,老师又专门印制了喂药的表格。细节之处见功夫,没有足够的耐心、细心和责任心是做不出如此精致的细节来的。三四岁的孩子虽小,但他们都是有脾气的。我们每个家长都有被孩……【全文阅读:家长代表在幼儿园家长会上的发言:心之所向,唯有感恩
车模有感无刷电机原理4
  第4篇 最有感染力的一句话
  〖预览〗最有感染力的一句话 人的成功在于追求梦想的时候,是否有努力的用心去奋斗。当我们遇到挫折或是一些无可耐克的困难时候,我们更应该拿出所以力量,去追逐梦想。 为了理想,为了自己曾经的梦,还有什么是可怕的呢。奋勇直前吧,迈过荆棘路,康庄大道就在前方,等待着你。 1、业精于勤,荒于嬉。 2、不塞不流,不止不行。 3、精诚所加,金石为开。 4、绳锯木断,水滴石穿。 5、不入虎穴,焉得虎子? 6、人之所以能,是相信能。 7、若要功夫深,铁杵磨成针。 8、少壮不努力,老大徒悲伤。 9、丈夫志四海,万里犹比邻。 10、直如朱丝绳,清如玉壶冰。 11、愿君学长松,慎勿作桃李。 12、博观而约取,厚积而薄发。 13、丈夫清万里,谁能扫一室? 14、健儿须快马,快马须健儿。 15、天行健,君子以自强不息。 16、生当作人杰,死亦为鬼雄。 17、笔落惊风雨,诗成泣鬼神。 18、疾风知劲草,板荡识诚臣。 19、时危见臣节,世乱识忠良。 20、积土而为山,积水而为海。 21、捐躯赴国难,视死忽如归。 22、会当凌绝顶,一览众山校 23、刑天舞干戚,猛志固常在。 24、欲穷千里目,更上一层楼。 25、事常与人违,事总在人为。 26、岁寒,然后知松柏之后凋也。 27、恢弘志士之气,不宜妄自菲保 28、忧劳可以兴国,逸豫可以亡身。 29、不患人之不己知,……【全文阅读:最有感染力的一句话
车模有感无刷电机原理5
  第5篇 公务员初任培训心得体会:学习之路没有休止符
  〖预览〗不知不觉,为期十二天的省直公务员初任培训已经落下帷幕。在省委组织部和省人力资源和社会保障厅的精心组织下,在授课老师的精心准备、精彩讲授中,在同学们的积极交流、讨论的浓厚学习氛围里,我对公务员这个职业有了更深刻的认识。如何在今后做一名合格的地税公务员,我认为应当从以下几个方面进行着力:要有一颗“学习心”。“夫学须静也,才须学也,非学无以广才,非志无以成学”。虽然已经从学校毕业好几年,但在这个一日千里的社会,不学习便只能被社会所淘汰。在今后的工作中,一方面要立足本职工作、学好业务知识。另一方面也要善于从社会中、实践中去学习为人处世之道。正如授课的徐国荣老师所说的,一个人不仅要博学,而且要有自己的特长之处,这样才能更好地立足于社会。要有一颗“报国心”。所谓报国,并非是要我们有多么轰轰烈烈的丰功伟绩,作为一名普通的公务员,报国是一种民族责任感和自豪感,是把对祖国的热爱转化到实际行动中去。而作为一名地税工作人员,“报国心”包含在开出每一张税票之中,也包含在面对服务对象时的每一个微笑之中,更包含在依法治税每一个环节之中。要有一颗“进取心”。“我志愿加入中国共产党,为共产主义事业奋斗终生”也许这句话用在这儿有点大了,但是入党誓言言犹在耳,虽然当前我国尚处于社会主义初级阶段,可作为一名党员干部必须有一颗进取之心,只有不断进取,才能够不……【全文阅读:公务员初任培训心得体会:学习之路没有休止符
车模有感无刷电机原理6
  第6篇 观书有感源头活水
  〖预览〗源头活水比喻知识是不断更新和发展的,从而不断积累,只有在人生的学习中不断学习运用探索,才能使自己永葆先进和活力,就像水源头一样;清如许的含义指的是只有不断学习不断积累,才能使自己在社会生活的发展认识中保持较清醒的头脑,适应社会的发展 《观书有感》朱熹(南宋) 其一 半亩方塘一鉴开,天光云影共徘徊。 问渠那得清如许?为有源头活水来。[1] [2] 《观书有感》(其一) 《观书有感》(其一) (2张) 其二 昨夜江边春水生,艨艟巨舰一毛轻。 向来枉费推移力,此日中流自在行。[1] 注释译文编辑 注释 其一 方塘:又称半亩塘,在福建尤溪城南郑-义斋馆舍(后为南溪书院)内。朱熹父亲朱松与郑交好,故尝有《蝶恋花·醉宿郑氏别墅》词云:“清晓方塘开一境。落絮如飞,肯向春风定。” 鉴:一说为古代用来盛水或冰的青铜大盆。镜子;也有学者认为镜子。指像鉴(镜子)一样可以照人。 “天光”句:是说天的光和云的影子反映在塘水之中,不停地变动,犹如人在徘徊。 徘徊:来回移动。 为:因为。 渠:它,第三人称代词,这里指方塘之水。 那得:怎么会。 那:怎么的意思。 清如许:这样清澈。 如:如此,这样。 清:清澈。 源头活水:比喻知识是不断更新和发展的,从而不断积累,只有在人生的学习中不断地学习、运用和探索,才能使自己永保先进和活力,就像水源头一样。 其……【全文阅读:观书有感源头活水
车模有感无刷电机原理7
  第7篇 学习习总书记有关高校思政工作讲话有感:坚定理想,敢于实践
  〖预览〗2016年12月8日,习近平总书记在全国高校思想政治工作会议中提到“要坚持把立德树人作为中心环节,把思想政治教育工作贯穿教学全过程,实现全程育人、全方位育人,努力开创我国高等教育事业发展新局面,”提出要“提升思想政治教育的亲和力和针对性”,鼓励学生把“远大抱负落实到实际行动中”。作为一名党员,一名学生,同时又是一名辅导员,我对思想政治教育工作有着很深的体会。圣雄甘地曾说过,信念决定思想,思想决定语言,语言决定行动。因此,坚定自己的理想信念对个人今后的成长发展至关重要。近年来,随着网络新媒体的发展,思想政治教育的途径也日趋多样化,微信平台图文并茂的信息推送、网络直播都深得学生喜爱,微信的广泛使用也为先进思想的传播提供了便捷的平台,每逢重要会议或党的重大节日都能看到大家积极转载、发表个人看法并与周围的同学互动,学生不再只是思想教育的受教者,而是参与者和思想传播者,若能加以积极引导,必定能达到良好的效果。理想信念是前提,实现理想才是最终目的。因此,我们不仅要学习先进理论、改造思想,还要用先进的思想指引我们的行动,以社会需求为导向,从而在实现个人价值的同时也为社会创造价值,贡献自己的一份力量。作为一名研究生,现阶段的本职工作就是要认真学习、做好科研。研究生……【全文阅读:学习习总书记有关高校思政工作讲话有感:坚定理想,敢于实践
车模有感无刷电机原理8
  第8篇 有感而发的日志
  〖预览〗一束和煦的阳光照耀在我的脸上,暖烘烘的。轻轻地,我闭上了眼睛…… 啥那间,我被那绚丽的景色震慑住了,仿佛来到了世外桃源。 脚下,是一望无际的绿,就像是一条偌大的地毯,庄重而诚恳地迎接你的到来。又像是碧波荡漾的大海,嫩绿、深绿、墨绿、一浪接着一浪,一浪推着一浪,席卷而来。正如地毯有纹理,大海有浪花一样,这绿又怎能少了点缀?抬眼望去,五颜六色的话交织在一块儿,东一堆,西一簇,错落地生长着:白色的花高洁,红色的花热烈,黄色的花淡雅,紫色的花深沉……宁静夹杂着热闹,别有一番情趣。 耳畔,有清风拂发的惬意,有溪流丁冬的闲适,更有千回百转的鸟鸣。那一声声婉转、圆润,令你飘飘欲仙;那一声声高昂、嘹亮,催你奋发上进;那一声声低沉、沙哑,使你冷静,深思。这鸟鸣不仅仅是鸟鸣,它更像是一首生命的协奏曲,在天地间久久回荡。 头顶,是浓浓的绿荫,阳光从缝隙中倾而下,投下斑绞的树影。在那把绿绒大伞之下,没有阳光直射的灼热,亦没有阴影中的寒冷,就那么恰倒好处地生长着,护卫着树下的生灵。 草地,仍然广阔;花儿,仍然盛开;鸟儿,依旧啼鸣;绿荫,依旧繁密。而我呢?睁开眼睛,发现自己仍旧在钢筋、混凝土的世界中。 我从不奢望能在如此美的环境中。但我会尽全力,给心灵在这五花八门,鱼龙混杂的世界中留下一片净土,让心中的美景永不褪色,美丽如初…… --------……【全文阅读:有感而发的日志】   〔车模有感无刷电机原理
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