运动控制--BLDC电机

电机的转动原理

1.安培定律

  在磁场上一根导线，经过导线的电流I，磁场强度B,导线所受的里

                        F=BILsinθ

即 导线电流顺磁方向不会产生力。

安培力的方向由​​左手定则​​确定：

1. 伸开左手，使拇指与其余四指垂直且在同一平面内；
2. 让磁感线（B 方向）垂直穿过手心；
3. 四指指向电流 I 的方向；
4. 拇指所指的方向即为安培力 F 的方向

2.法拉第定律

电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。这就是法拉第电磁感应定律。公式为：E＝nΔΦ/Δt(n为线圈匝数)

一、电机的分类

电机的绕组和转子示意图

按照供电电源

1.直流电机

1.1 有刷直流电机(BDC)

• 1. 通过电刷与换向器实现电流方向切换，典型应用于电动工具、玩具等

1.2 无刷直流电机（BLDC）

• 1. 电子换向替代机械电刷，具有高可靠性，常用于无人机、高端家电

2.交流电机

• 电源特性：使用交流电（如市电）。
• 细分类型：
  1. 同步电机：转子转速与磁场同步，常见于发电机组、精密设备。‌‌5‌‌6
  2. 异步电机（感应电机）：通过电磁感应驱动转子，适用于工业风机、水泵等场景

交流电动机的转速通常由其极对数（p）和供电频率（f）决定。根据公式：n = 60 * p / (p + 1)，其中 n 是电动机转速（每分钟转数，RPM），60 是每分钟的秒数，而 p 是电动机的极对数。

按照原理与控制方式划分

1.‌步进电机‌。

• 特点：通过脉冲信号控制角位移，开环控制。
• 应用：3D打印机、数控机床定位系统

‌2.伺服电机‌。

• 特点：闭环控制，高精度定位（±1角秒），动态响应快。
• 应用：工业机器人关节、无人机云台稳定系统

‌3.永磁同步电机‌。

• 优势：高效率、高功率密度，磁体材料为钕铁硼或铁氧体。
• 应用：电动汽车驱动、风力发电

二、BLDC电机为何应用如此广泛

BLDC电机具有高效率、长寿命、低噪音和易于控制等优点,因此被广泛应用于许多领域

三、典型的全桥电路、H桥电路

1. H桥电路

编码	导通的管子	导通通道
	Vbat--->Q1---> Q4-->GND	UV
	HV--->Q1---> Q6-->GND	UW
	HV--->Q3---> Q2-->GND	VU
	HV--->Q3---> Q6-->GND	VW
	HV--->Q5---> Q2--->GND	WU
	HV--->Q5---> Q4--->GND	WV

2.三相全桥电路

                         

编码 HHH LLL	导通的管子	导通通道
	HV--->Q1---> Q4-->GND	UV
	HV--->Q1---> Q6-->GND	UW
	HV--->Q3---> Q2-->GND	VU
	HV--->Q3---> Q6-->GND	VW
	HV--->Q5---> Q2--->GND	WU
	HV--->Q5---> Q4--->GND	WV

五、应用的算法有哪些

空间矢量PWM

五、代码讲解