航模电动动力系统（三）无刷电机的结构和功率
这个系列的前两篇我们说了动力系统的前两个组成部分，电池和电调，今天我们来说电机，电机是动力系统的核心，是他实现了电能机械能转换的关键一步。
马头老师说大家都爱看图不爱看字，我于是就把手头的外转子2212拆开，拍了下面两张照片。
第一张图中左边的是转子，外壳内侧贴着的金属长条就是永磁体，托中国工业的腾飞的福，现在大家都鸟枪换炮了，永磁体都是高性能的稀土磁体。转子的顶端是开好了的一圈散热孔，轴直接插在转子外壳上，由位于外壳顶端的两个内六角螺丝紧固，从第二张图上可以看到。转子的右手就是拆下来的定子，上面绕着线圈，不同的KV用不同的绕法绕上去不同粗细和匝数的漆包线。定子的中心是轴承，转子的轴插入轴承和定子相连，转轴在定子的低端被卡子卡住，实现了定子和转子的紧固。电机基本上是不需要维护的，但是也有例外，就是轴承，如果长时间使用或者在灰尘非常重的恶劣环境使用后电机的噪音有可能突然变高，这个时候把电机拆开，往轴承里面滴一滴润滑油很可能就解决了问题。第一张图的下方和第二章图转轴的顶部是桨保护器，严格的说这个不是电机的组件，但是这是个很了不起的发明。前拉桨飞机炸机的时候受冲击的必然是机头的桨，如果桨和电机轴刚性相连的话炸机的时候螺旋桨就会把非常大的冲击力和冲击力矩毫无保留的传递给电机轴，结果很可能是轴弯了，一个几十块的电机很可能就断送在这几毛钱的轴上。现在利用桨保护器和
橡皮圈，浆可以在电机轴上前后摆动，这样冲击力矩就可以被缓冲，炸机挂掉电机的概率就大大降低了。这里有一个大家容易忽视，但是非常重要的细节。所有的转动机件都要求转动轴过质心，保证动平衡，不然的话转动轴就会受到不平衡的侧向离心力。这里的转动轴是电机轴心，安装在桨保护器上的螺旋桨的质心是桨保护器中心，如果电机轴和桨保护器轴不精确重合的话就会导致动不平衡，轻则增加摩擦降低电机效率和轴承寿命，重则增加射桨概率引发安全事故。其实避免这个问题的方法很简单，就是在紧固桨保护器的时候两边的螺丝要对称拧，左两圈右两圈，千万别把左边的拧到拧不动再去拧右边的，这样的话桨保护器轴必然偏右。
电机好坏主要看转子的装配能不能实现质心和转轴精确重合，也就是动平衡，还有轴承的质量，以及永磁体的磁场强度和耐高温能力。具我观察，给一般固定翼用的话即使最便宜的无刷电机也足够好了，空载转到几千转后电机的噪音几乎还是听不见，说明现在山寨小厂的装配技术也达标了。
和前面一样，技术指标上我们还是从动力系统最重要的功率说起，但是麻烦来了，现在国内的无刷电机基本上都不标额定功率，不知道是不敢标还是不会标，或者考虑到大家使用环境不一样，标了也没用。厂家不提供功率，打个比方就是卖车的不标马力，怎么办？买车的只好去看车屁股后面的排气量了，排量不等于功率，但有一定相关性，同一系列的发动机，2.4L的基本要比1.6L的功率高。当然你拿一个柴油发动机和汽油发动机比没有意义，就像你直接拿无刷和有刷比没有意义一样。无刷电机的排气量是什么？体积。这就是为啥汽车厂家总喜欢在车屁股后面标上1.6L，2.4L，而电机厂家喜欢标2208，2212的原因。不是说体积大就一定功率大，但是电机体积和额定功率相关性最大，比如同是新西达无刷电机，2208电机，22毫米直径，8毫米高度，不管KV值是多少，额定功率都差别不会太大，你拿新西达的2217的电机出来，额定功率肯定比2208大。流进电机的电能从两个途径转换成了其他能力，一部分克服电机转动的反向电动势做功，变成了我们需要的机械能。另外一部分由于漆包线的内阻，P=I^2*R,变成了有害的热能耗散掉了。电机的功率限制主要是由放热决定的，温度升高后导线内阻变大，电机效率变低，此外永磁体也是怕高温的，120度之后就会让普通永磁体受损，所以电机必须控制电流,于是功率受到了限制。同样的绕法和匝数，电机体积大就能用更粗的铜线，内阻变小，同样电流下放热就小，或者说同样的放热可以达到更高电流，这样功率就能提高。同一个电机，在通风散热良好的情况下跑200W没有问题，你把他闷到箱子里面100W就可以要了他的小命，如果你能够把电机浸泡到液氮里面，2208跑1KW也不是没可能，如果泡进液氦，导线超导了，那2208跑5KW也有可能。所以大家做飞机的时候一定要考虑到电机散热，有时候一个巧妙的散热气流引导处理带来的性能提升比多花很多钱买更好电机带来的提升更大。
自动0701 李欢20074998 LMD18200是美国国家半导体公司(NS)推出的专用于直流电动机驱动的H桥组件。同一芯片上集成有CMOS控制电路和DMOS功率器件，利用它可以与主处理器、电机和增量型编码器构成一个完整的运动控制系统。LMD18200广泛应用于打印机、机器人和各种自动化控制领域。 内部机构和引脚说明： 注释：光电编码器是通过读取光电编码盘上的图案或编码信息来表示与光电编码器相连的电机转子的位置信息的，即判断方位。 LMD18200工作原理：
内部集成了四个DMOS管，组成一个标准的H型驱动桥。通过充电泵电路为上桥臂的2个开关管提供栅极控制电压，充电泵电路由一个300kHz左右的工作频率。可在引脚1、11外接电容形成第二个充电泵电路，外接电容越大，向开关管栅极输入的电容充电速度越快，电压上升的时间越短，工作频率可以更高。引脚2、10接直流电机电枢，正转时电流的方向应该从引脚步到引脚10；反转时电流的方向应该从引脚10到引脚2。电流检测输出引脚8可以接一个对地电阻，通过电阻来输出过流情况。内部保护电路设置的过电流阈值为10A，当超过该值时会自动封锁输出，并周期性的自动恢复输出。如果过电流持续时间较长，过热保护将关闭整个输出。过热信号还可通过引脚9输出，当结温达到145度时引脚9有输出信号 LMD18200提供双极性驱动方式和单极性驱动方式。双极性驱动是指在一个PWM周期里，电动机电枢的电压极性呈正负变化。双极性可逆系统虽然有低速运行平稳性的优点，但也存在着电流波动大，功率损耗较大的缺点，尤其是必须增加死区来避免开关管直通的危险，限制了开关频率的提高，因此只用于中小功率直流电动机的控制。本文中将介绍单极性可逆驱动方式。单极性驱动方式是指在一个PWM周期内,电动机电枢只承受单极性的电压。 该应用电路是Motorola 68332CPU与LMD18200接口例子，它们组成了一个单极性驱动直流电机的闭环控制电路。在这个电路中，PWM控制信号是通过引脚5输入的，而转向信号则通过引脚3输入。根据PWM控制信号的占空比来决定直流电机的转速和转向。采用一个增量型光电编码器来反馈电动机的实际位置，输出AB两相，检测电机转速和位置，形成闭环位置反馈，从而达到精确控制电机。
航模无刷电机调速器说明书 尊敬的用户：感谢您使用飞盈佳乐有限公司设计、制造的航模无刷马达智能动力控制器（ESC）。因本产品在启动使用时产生的功率强大，错误的使用及操作可能造成人身伤害和设备损坏，我们强烈建议客户在使用本产品前仔细阅读本使用手册，严格按操作规定使用。我们不承担因使用本产品而引起的的任何责任，包括但不限于附带损失或者间接损失的赔偿责任。同时，不承担使用人擅自拆装及修改本产品引起的任何责任和因第三方产品所造成的任何责任。 我们有权不预先通知变更产品，包括外观,性能参数及使用要求；对本产品是否适合使用者特定用途不作任何保证、申明或承诺。 一、航模无刷电机控制器主要特性： ●采用功能强大、高性能MCU处理器，用户可以针对自身需求设置使用功能，充分体现我们产品独具优势的智能特点 ●支持无刷电机无限制最高转速 ●支持定速功能。 ●精心的电路设计，抗干扰性超强 ●启动方式可设置，油门响应速度快，并具有非常平稳的调速线性，兼容固定翼飞机及直升飞机。 ●低压保护阀值可设置 ●内置SBEC，带舵机负载功率大 ●具备多种保护功能：输入电压异常保护/电池低压保护/过热保护/油门信号丢失降功率保护 ●通电安全性能好：接通电源时无论遥控器油门拉杆在任何位置不会立即启动电机 ●过温保护：控制器工作时温度到达120℃时功率输出会自动降低一半，低于120℃时功率输出自动恢复 ●兼容所有遥控器操作设置和支持编程卡设置 ●设置报警音判断通电后工作情况 ●本公司对此产品具备完整知识产权，产品可持续升级更新。并可根据客户的需求量身定制产品。 调速器产品规格 1)OPTO调速器没有内置BEC, 工作时需单独给舵机、接收机供电 2）S BEC调速器，给舵机供电是开关电源模式，输出电压5.5V，舵机可以带4A负载，瞬间2秒可达8A 3）UBEC调速器，给舵机供电是线性电源模式
一个电动小车整体的运行性能，首先取决于它的电池系统和电机驱动系统。电动小车的驱动系统一般由控制器、功率变换器及电动机三个主要部分组成。电动小车的驱动不但要求电机驱动系统具有高转矩重量比、宽调速范围、高可靠性，而且电机的转矩-转速特性受电源功率的影响，这就要求驱动具有尽可能宽的高效率区。我们所使用的电机一般为直流电机，主要用到永磁直流电机、伺服电机及步进电机三种。直流电机的控制很简单，性能出众，直流电源也容易实现。本文即主要介绍这种直流电机的驱动及控制。 1．H 型桥式驱动电路 直流电机驱动电路使用最广泛的就是H型全桥式电路，这种驱动电路可以很方便实现直流电机的四象限运行，分别对应正转、正转制动、反转、反转制动。它的基本原理图如图1所示。 全桥式驱动电路的4只开关管都工作在斩波状态，S1、S2为一组，S3、 S4 为另一组，两组的状态互补，一组导通则另一组必须关断。当S1、S2导通时，S3、S4关断，电机两端加正向电压，可以实现电机的正转或反转制动；当S3、S4导通时，S1、S2关断，电机两端为反向电压，电机反转或正转制动。 在小车动作的过程中，我们要不断地使电机在四个象限之间切换，即在正转和反转之间切换，也就是在S1、S2导通且S3、S4关断，到S1、S2关断且S3、S4导通，这两种状态之间转换。在这种情况下，理论上要求两组控制信号完全互补，但是，由于实际的开关器件都存在开通和关断时间，绝对的互补控制逻辑必然导致上下桥臂直通短路，比如在上桥臂关断的过程中，下桥臂导通了。这个过程可用图2说明。
因此，为了避免直通短路且保证各个开关管动作之间的协同性和同步性，两组控制信号在理论上要求互为倒相的逻辑关系，而实际上却必须相差一个足够的死区时间，这个矫正过程既可以通过硬件实现，即在上下桥臂的两组控制信号之间增加延时，也可以通过软件实现（具体方法参看后文）。 驱动电流不仅可以通过主开关管流通，而且还可以通过续流二极管流通。当电机处于制动状态时，电机便工作在发电状态，转子电流必须通过续流二极管流通，否则电机就会发热，严重时烧毁。 开关管的选择对驱动电路的影响很大，开关管的选择宜遵循以下原则： (1)由于驱动电路是功率输出，要求开关管输出功率较大； (2)开关管的开通和关断时间应尽可能小； (3)小车使用的电源电压不高，因此开关管的饱和压降应该尽量低。 在实际制作中，我们选用大功率达林顿管TIP122或场效应管IRF530，效果都还不错，为了使电路简化，建议使用集成有桥式电路的电机专用驱动芯片，如L298、LMD18200，性能比较稳定可靠。 由于电机在正常工作时对电源的干扰很大，如果只用一组电源时会影响单片机的正常工作，所以我们选用双电源供电。一组5V给单片机和控制电路供电，另外一组9V给电机供电。在控制部分和电机驱动部分之间用光耦隔开，以免影响控制部分电源的品质，并在达林顿管的基极加三极管驱动，可以给达林顿管提供足够大的基极电流。图3所示为采用TIP122的驱动电机电路，IOB8口为“0”，IOB9口输入PWM波时，电机正转，通过改变PWM的占空比可以调节电机的速度。而当IOB9口为“0”，IOB8口输入PWM 波时，电机反转，同样通过改变PWM的占空比来调节电机的速度。 图4为采用内部集成有两个桥式电路的专用芯片L298所组成的电机驱动电路。驱动芯片L298是驱动二相和四相步进电机的专用芯片，我们利用它内部的桥式电路来驱动直流电机，这种方法有一系列的优点。每一组PWM波用来控制一个电机的速度，而另外两个I/O口可以控制电机的正反转，控制比较简单，电路也很简单，一个芯片内包含有8个功率管，这样简化了电路的复杂性，如图所示IOB10、IOB11控制第一个电机的方向，IOB8输入的PWM控制第一个电机的速度；IOB12、IOB13控制第二个电机的方向，IOB9输入的PWM控制第二个电机的速度。
L298 Jenuary 2000DUAL FULL-BRIDGE DRIVER Multiwatt15 ORDERING NUMBERS :L298N (MultiwattVert. L298HN (MultiwattHoriz. L298P (PowerSO20 BLOCK DIAGRAM . OPERATING SUPPLY VOLTAGE UP TO 46V . TOTAL DC CURRENT UP TO 4A . LOW SATURATION VOLTAGE . OVERTEMPERATURE PROTECTION . LOGICAL ”0”INPUT VOLTAGE UP TO 1.5V (HIGHNOISE IMMUNITY DESCRIPTION The L298is an integrated monolithic circuit in a 15-lead Multiwatt and PowerSO20packages. It is a high voltage, high current dual full-bridge driver de-signedto acceptstandardTTL logic levels anddrive inductive loads such as relays, solenoids, DC and steppingmotors. Two enableinputs are provided to enableor disablethe deviceindependentlyof thein-put signals. The emitters of the lower transistors of each bridge are connected togetherand the corre-sponding external terminal can be used for the con-nectionof an externalsensing resistor.Anadditional supply input is provided so that the logic works at a lower voltage. PowerSO20
比亚迪E6纯电动汽车使用磷酸埋钻铁电池，200Ah的超大电池容量使车辆在综合工况下续驶里程超过300km，每100km的能耗在21度（1度=1 kWh）以内，每1 00km的加速时间为10s，最高车速可达160km/h以上。车辆充电比较方便，快充可以使用充电站的380V充电桩充电，慢充可需220V民用交流电源，慢充6～8小时可充满电池。 一、比亚迪E6纯电动汽车动力系统的结构 1．比亚迪E6纯电动汽车动力系统 比亚迪E6纯电动汽车动力系统结构及原理如图1所示，其主要由三大模块组成。
（1）电动车的控制模块可分为：电机控制器、DC-DC、动力配电箱、主控ECU、挡位控制器、加速踏板、电池管理单元。 （2）电动车的动力模块有：电动机总成、电池包体总成。
（3）电动车高压辅助模块有：车载慢充、漏电保护器、车载充电口、应急开关。 2．动力控制系统的工作原理 （1）充电过程 充电站的380V高压充电桩通过车辆上的充电口，或者220V市用电源通过车载充电器升压后输电给车上的配电箱，配电箱直接途径应急开关后对Hv电池组充电。在充电过程当中，电源管理器一直监控着HV电池组的温度和电压，如果发现HV电池组内部某单体温度或电压过高，就会切断配电箱给HV电池组的供电。 （2）放电过程 HV电池组在电源管理器和漏电保护器的监控下，通过应急开关输电给配电箱，配电箱根据车辆的实际用电情况分配电量。一部分电量流向电机控制器，另一部分电量流向DC-DC交换器。主控ECU根据驾驶员操作信息（接收加速踏板角度传感器和挡位控制器的信号）控制着电机控制器的工作，电机控制器主要控制流向电机的电量大小，以及控制电机正反转来驱动车辆前进或后退。另一部分从配电箱流向DC-DC交换器的电量，经过DC-DC交换器将高压直流电转化为低压直流电，为车辆电动液压助力转向系统提供42V的电源，同时还为整车用电设备提供12V的电源。 3．动力系统各部件的作用 （1）电机控制器：负责控制电机的前进、倒退、维持电动车的正常运转，关键零部件为IGBT。IGBT实际为大电容，目的是为了控制电流的工作，保证能够按照我们的意愿输出合适的电流参数。 （2）DC-DC：负责将330V高压直流转低压提供给车载低压用电设备，如
航模电动动力系统（三）无刷电机的结构和功率 这个系列的前两篇我们说了动力系统的前两个组成部分，电池和电调，今天我们来说电机，电机是动力系统的核心，是他实现了电能机械能转换的关键一步。 马头老师说大家都爱看图不爱看字，我于是就把手头的外转子2212拆开，拍了下面两张照片。
第一张图中左边的是转子，外壳内侧贴着的金属长条就是永磁体，托中国工业的腾飞的福，现在大家都鸟枪换炮了，永磁体都是高性能的稀土磁体。转子的顶端是开好了的一圈散热孔，轴直接插在转子外壳上，由位于外壳顶端的两个内六角螺丝紧固，从第二张图上可以看到。转子的右手就是拆下来的定子，上面绕着线圈，不同的KV用不同的绕法绕上去不同粗细和匝数的漆包线。定子的中心是轴承，转子的轴插入轴承和定子相连，转轴在定子的低端被卡子卡住，实现了定子和转子的紧固。电机基本上是不需要维护的，但是也有例外，就是轴承，如果长时间使用或者在灰尘非常重的恶劣环境使用后电机的噪音有可能突然变高，这个时候把电机拆开，往轴承里面滴一滴润滑油很可能就解决了问题。第一张图的下方和第二章图转轴的顶部是桨保护器，严格的说这个不是电机的组件，但是这是个很了不起的发明。前拉桨飞机炸机的时候受冲击的必然是机头的桨，如果桨和电机轴刚性相连的话炸机的时候螺旋桨就会把非常大的冲击力和冲击力矩毫无保留的传递给电机轴，结果很可能是轴弯了，一个几十块的电机很可能就断送在这几毛钱的轴上。现在利用桨保护器和
橡皮圈，浆可以在电机轴上前后摆动，这样冲击力矩就可以被缓冲，炸机挂掉电机的概率就大大降低了。这里有一个大家容易忽视，但是非常重要的细节。所有的转动机件都要求转动轴过质心，保证动平衡，不然的话转动轴就会受到不平衡的侧向离心力。这里的转动轴是电机轴心，安装在桨保护器上的螺旋桨的质心是桨保护器中心，如果电机轴和桨保护器轴不精确重合的话就会导致动不平衡，轻则增加摩擦降低电机效率和轴承寿命，重则增加射桨概率引发安全事故。其实避免这个问题的方法很简单，就是在紧固桨保护器的时候两边的螺丝要对称拧，左两圈右两圈，千万别把左边的拧到拧不动再去拧右边的，这样的话桨保护器轴必然偏右。 电机好坏主要看转子的装配能不能实现质心和转轴精确重合，也就是动平衡，还有轴承的质量，以及永磁体的磁场强度和耐高温能力。具我观察，给一般固定翼用的话即使最便宜的无刷电机也足够好了，空载转到几千转后电机的噪音几乎还是听不见，说明现在山寨小厂的装配技术也达标了。 和前面一样，技术指标上我们还是从动力系统最重要的功率说起，但是麻烦来了，现在国内的无刷电机基本上都不标额定功率，不知道是不敢标还是不会标，或者考虑到大家使用环境不一样，标了也没用。厂家不提供功率，打个比方就是卖车的不标马力，怎么办？买车的只好去看车屁股后面的排气量了，排量不等于功率，但有一定相关性，同一系列的发动机，2.4L的基本要比1.6L的功率高。当然你拿一个柴油发动机和汽油发动机比没有意义，就像你直接拿无刷和有刷比没有意义一样。无刷电机的排气量是什么？体积。这就是为啥汽车厂家总喜欢在车屁股后面标上1.6L，2.4L，而电机厂家喜欢标2208，2212的原因。不是说体积大就一定功率大，但是电机体积和额定功率相关性最大，比如同是新西达无刷电机，2208电机，22毫米直径，8毫米高度，不管KV值是多少，额定功率都差别不会太大，你拿新西达的2217的电机出来，额定功率肯定比2208大。流进电机的电能从两个途径转换成了其他能力，一部分克服电机转动的反向电动势做功，变成了我们需要的机械能。另外一部分由于漆包线的内阻，P=I^2*R,变成了有害的热能耗散掉了。电机的功率限制主要是由放热决定的，温度升高后导线内阻变大，电机效率变低，此外永磁体也是怕高温的，120度之后就会让普通永磁体受损，所以电机必须控制电流,于是功率受到了限制。同样的绕法和匝数，电机体积大就能用更粗的铜线，内阻变小，同样电流下放热就小，或者说同样的放热可以达到更高电流，这样功率就能提高。同一个电机，在通风散热良好的情况下跑200W没有问题，你把他闷到箱子里面100W就可以要了他的小命，如果你能够把电机浸泡到液氮里面，2208跑1KW也不是没可能，如果泡进液氦，导线超导了，那2208跑5KW也有可能。所以大家做飞机的时候一定要考虑到电机散热，有时候一个巧妙的散热气流引导处理带来的性能提升比多花很多钱买更好电机带来的提升更大。
IRMCK/F171-灵活易用的电机控制芯片 IRMCK/F171 灵活易用的电机控制芯片
国际整流器公司 2012-1-11
内容
? 概述 概 ? 传统方案存在的问题 ? IR的解决方案：简单易用的电机控制 芯片IRMCF171 ? 方案辅助工具和测试结果 ? 结论
概述
? 全球能源短缺导致越来越严格的政府节能规章出 台 ? 在中国 能效标签制度的实施以及能效标准的不 在中国，能效标签制度的实施以及能效标准的不 断提高使很多电器转向变频控制 ? 变频空调已经完全确立了市场的主导地位 ? 家电的变频化趋势也越来越明确，电机调速市场 竞争将更加激烈，产品更新的周期越来越短。随 之而来的新产品研发风险也越来越大 之而来的新产品研发 险也越来越大 ? 节能热点:
– – – – 高效率永磁电机 无位置传感正弦波控制 宽的调速范围 低的振动和噪声
传统方案存在的问题
? ? ? ? 大容量存储单元的高速DSP或32位单片机 软件算法复杂,控制器计算任务繁重 软件算法复杂 控制器计算任务繁重 对于传统的软件编程控制方案,完成电机控制算法已经很复杂, 对于系统设计人员的要求很高
1. 2. 3. 熟悉实时的FOC控制算法,熟悉相关的外设; 熟悉DSP或32位RISC的C或汇编语言编程; 熟悉各种数模混合电路,高压电路和功率开关电路.
?
?
开发周期长,开发成本和开发风险都很高
后续的软件维护成本高
电机控制系统框图
IR电机控制IC-IRMCF171
电机驱动系统 班级：汽电091 学号：091603118 姓名：支双双 日期：2011年10月25日 1
电机驱动系统综述 驱动电机系统是新能源车三大核心部件之一。电机驱动控制系统是新能源汽车车辆行使中的主要执行结构,其驱动特性决定了汽车行驶的主要性能指标,它是电动汽车的重要部件。电机驱动系统主要由电动机、功率转换器、控制器、各种检测传感器以及电源等部分构成。 一. 电动机 电动汽车电机的三种主要形式是异步电动机、永磁同步电动机和开关磁阻电动机。其中,异步电机主要应用在纯电动汽车,永磁同步电机主要应用在混合动力汽车中,开关磁阻电机目前主要应用在客车中。车用电机的独特要求:与一般工业用电机不同,用于汽车的驱动电机应具有调速范围宽、起动转矩大、后备功率高、效率高的特性,此外,还要求可靠性高、耐高温及耐潮、结构简单、成本低、维护简单、适合大规模生产等。未来我国电动汽车用驱动电机系统将朝着永磁化、数字化和集成化方向发展。 在电动汽车上主要用得电动机是无刷直流电动机.其工作原理：无刷直流电动机由同步电动机和驱动器组成，是一种典型的机电一体化产品。同步电动机的定子绕组多做成三相对称星形接法，同三相异步电动机十分相似。而转子上粘有已充磁的永磁体，为了检测电动机转子的极性，在电动机内装有位置传感器。驱动器由功率电子器件和集成电路等构成，其功能是：接受电动机的启动、停止、制动信号，以控制电动机的启动、停止和制动；接受位置传感器信号和正反转信号，用来控制逆变桥各功率管的通断，产生连续转矩；接受速度指令和速度反馈信号，用来控制和调整转速；提供保护和显示等等 主电路是一个典型的电压型交—直—交电路，逆变器提供等幅等宽5-26khz调制波的对称交变矩形波。 永磁体n-s交替交换，使位置传感器产生相位差1200的u、v、w方波，结合正/反转信号产生有效的6状态编码信号：101、100、110、010、011、001，通过逻辑组件处理产生t1—t4导通、t1—t6导通、t3—t6导通、t3—t2导通、t5—t2导通、t5—t4导通，也就是说将直流母线电压依次加在a+b-、a+c-、b+c-、b+a-、c+a-、c+b-上，这样转子每转过一对n-s极，t1—t6功率管即按固定组合成6种状态的依次导通。每种状态下，仅有两相绕组通电，依次改变一种状态，定子绕组产生的磁场轴线在空间转动600电角度，转子跟随定子磁场转动相当于600电角度空间位置，转子在新位置上，使位置传感器u、v、w按约定产生一组新编码，新的编码又改变了功率管的导通组合，使定子绕组产生的磁场轴再前进600电角度，如此循环，无刷直流电动机将产生连续转矩，拖动负载作连续旋转。正因为无刷直流电动机的换向是自身产生的，而不是由逆变器强制换向的，所以也称作自控式同步电动机。 二. 直流有刷电动机系统 直流有刷电机的基本构造的组件包括定子、转子、电刷和换向器。定子和转子磁场相互作用驱动电机旋转。有刷直流电机的类型根据电机定子或外壳中磁场的产生方式来划分。根据有刷直流电机的类型，定子磁场可以由永磁铁或定子中的绕组产生。对于后一种情况，定子绕组与转子绕组可以是并行、串行、或
THB6064H大功率、高细分两相混合式 步进电机芯片式驱动器
一． 特性： ● 双全桥MOSFET驱动，低导通电阻导通Ron = 0.4 Ω (上桥+下桥) ,大电流4.5V（峰值） ● 高耐压50V DC ● 多细分可选(1/2,1/8,1/10, 1/16, 1/20, 1/32, 1/40, 1/64） ● 自动半流锁定 ● 衰减方式连续可调 ● 内置温度保护及过流保护 重量：9.86 g (typ.) 二． 框图
三． 管脚说明：
管脚 编号 输入/ 输出 符号 功 能 描 述 1 输出 ALERT 温度波爱护及过流保护输出端（常态为1，过流保护时为0） 2 —— SGND 信号地外部与电源地相连 3 —— OSC1B B相斩波频率控制端 4 输入 PFD 衰减方式控制端 5 输入 V ref 电流设定端（0——3V） 6 输入 VMB 电机驱动电源 B相电源 与A相电源相连 7 输入 M1 细分数选择端（详见附表） 8 输入 M2 细分数选择端（详见附表） 9 输入 M3 细分数选择端（详见附表） 10 输出 OUT2B B相功率桥输出端2 11 —— NFB B相电流检测端 应连接大功率检测电阻，典型值0.15Ω 12 输出 OUT1B B相功率桥输出端1 13 —— PGNDB B相驱动电源地与A相电源地及信号地相连 14 输出 OUT2A A相功率桥输出端2 15 —— NFA A相电流检测端 应连接大功率检测电阻，典型值0.15Ω 16 输出 OUT1A A相功率桥输出端1 17 —— PGNDA A相驱动电源地与B相电源地及信号地相连 18 输入 ENABLE 使能端ENABLE=0所有输出为0，ENABLE=1正常工作 19 输入 RESET 上电复位端 20 输入 VMA 电机驱动电源A相电源 与B相电源相连 21 输入 CLK 脉冲输入端 22 输入 CW/CCW 电机正反转控制端 23 —— OSC1A A相斩波频率控制端 24 输入 V DD 5V电源 芯片工作电源要求稳定 25 输出 Down 半流锁定控制端 四． 电气参数： 最高额定值Absolute Maximum Ratings(Ta =25℃)
电机行业专业求职平台 1.步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况 下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。 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。步进电机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。它涉及到机械、电机、电子及计算机等许多专业知识。 提及此知识，希望能给予正在对电机选型的客户有所帮助。 2.力矩： 电机一旦通电，在定转子间将产生磁场（磁通量Ф）当转子与定子错开一定角度，则产生力 F与（dФ/dθ）成正比 S 其磁通量Ф=Br*S Br为磁密，S为导磁面积 F与L*D*Br成正比 L为铁芯有效长度，D为转子直径 Br=N·I/R N·I为励磁绕阻安匝数（电流乘匝数）R为磁阻。 力矩=力*半径 力矩与电机有效体积*安匝数*磁密成正比（只考虑线性状态） 因此，电机有效体积越大，励磁安匝数越大，定转子间气隙越小，电机力矩越大，反之亦然。 一、混合式步进电机
电机行业专业求职平台1、特点： 混合式（又称感应子式步进电机）与传统的反应式步进电机相比，结构上转子加有永磁体，以提供软磁材料的工作点，而定子激磁只需提供变化的磁场而不必提供磁材料工作点的耗能，因此该电机效率高，电流小，发热低。因永磁体的存在，该电机具有较强的反电势，其自身阻尼作用比较好，使其在运转过程中比较平稳、噪音低、低频振动小。 混合式步进电机某种程度上可以看作是低速同步电机。一个四相电机可以作四相运行，也可以作二相运行。（必须采用双极电压驱动），而反应式电机则不能如此。例如：四相，八相运 行（A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A）完全可以采用二相八拍运行方式.不难发现其条件为C= A ,D=B . 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，更可以作二相电机绕组串联或并联使用。 2、分类 混合式步进电机可分二相、三相、四相、五相等，我公司混合式步进电机以相数可分为：二相电机、三相电机: TEB20H,TEB28H,TEB35H,TEB39H,TEB42H,TEB57H,TEB86H,TEB110 H,TEC57H,TEC86H,TEC110H,TEC130H. 3、步进电机的静态指标术语 相数：产生不同对极N、S磁场的激磁线圈对数。常用m表示。 拍数：完成一个磁场周期性变化所需脉冲数或导电状态用n表示，或指电机转过一个齿距角所需脉冲数，以四相电机为例，有四相四拍运行方式即AB-BC-CD-DA-AB，四相八拍运行方式即A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A. 步距角：对应一个脉冲信号，电机转子转过的角位移用θ表示。θ=360度（转子齿数J*运行拍数），以常规二、四相，转子齿为50齿电机为例。四拍运行时步距角为θ=360度/（50*4）=1.8度（俗称整步），八拍运行时步距角为θ=360度/（50*8）=0.9度（俗称半 步）。 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）
UCC2626UCC3626 PRELIMINARY FEATURES ?Two Quadrant and Four Quadrant Operation ?Integrated Absolute Value Current Amplifier ?Pulse-by-Pulse and Average Current Sensing ?Accurate, Variable Duty Cycle Tachometer Output ?Trimmed Precision Reference ?Precision Oscillator ?Direction Output Brushless DC Motor Controller BLOCK DIAGRAM DESCRIPTION The UCC3626motor controller IC combines many of the functions re-quired to design a high performance,two or four quadrant,3-phase,brushless DC motor controller into one package.Rotor position inputs are decoded to provide six outputs that control an external power stage.A precision triangle oscillator and latched comparator provide PWM mo-tor control in either voltage or current mode configurations.The oscilla-tor is easily synchronized to an external master clock source via the SYNCH input.Additionally,a QUAD select input configures the chip to modulate either the low side switches only,or both upper and lower switches,allowing the user to minimize switching losses in less de-manding two quadrant applications. The chip includes a differential current sense amplifier and absolute value circuit which provide an accurate reconstruction of motor current,useful for pulse by pulse over current protection as well as closing a current control loop.A precision tachometer is also provided for imple-menting closed loop speed control.The TACH_OUT signal is a variable duty cycle,frequency output which can be used directly for digital con-trol or filtered to provide an analog feedback signal.Other features in-clude COAST,BRAKE,and DIR_IN commands along with a direction output, DIR_OUT.
随着技术的不断进步，加上国家政策的大力扶持，新能源汽车已经成为了诸多汽车族的首选。相比传统汽车，新能源汽车具有环保、节能、简单三大优势，以电动机代替燃油机，由电机驱动而非自动变速箱。下面就给大家介绍一下新能源汽车的驱动电机系统。 传统的内燃机能高效产生转矩时的转速限制在一个窄的范围内，这就是为何传统内燃机汽车需要庞大而复杂的变速机构的原因；而电动机可以在相当宽广的速度范围内高效产生转矩，在纯电动车行驶过程中不需要换挡变速装置，操纵方便容易，噪音低。 与混合动力汽车相比，纯电动车使用单一电能源，电控系统大大减少了汽车内部机械传动系统，结构更简化，也降低了机械部件摩擦导致的能量损耗及噪音，节省了汽车内部空间、重量。电机驱动控制系统是新能源汽车车辆行使中的主要执行结构，驱动电机及其控制系统是新能源汽车的核心部件(电池、电机、电控)之一，其驱动特性决定了汽车行驶的主要性能指标，它是电动汽车的重要部件。
电动汽车中的燃料电池汽车FCV、混合动力汽车HEV和纯电动汽车EV三大类都要用电动机来驱动车轮行驶，选择合适的电动机是提高各类电动汽车性价比的重要因素，因此研发或完善能同时满足车辆行驶过程中的各项性能要求，并具有坚固耐用、造价低、效能高等特点的电动机驱动方式显得极其重要。 驱动电机系统是新能源车三大核心部件之一。电机驱动控制系统是新能源汽车车辆行使中的主要执行结构，其驱动特性决定了汽车行驶的主要性能指标，它是电动汽车的重要部件。电动汽车的整个驱动系统包括电动机驱动系统与其机械传动机构两个部分。电机驱动系统主要由电动机、功率转换器、控制器、各种检测传感器以及电源等部分构成，结构如下图所示。 电动机驱动系统的基本组成框图 电动机一般要求具有电动、发电两项功能，按类型可选用直流、交流、永磁无刷或开关磁阻等几种电动机，如图3。功率转换器按所选电机类型，有DC/DC 功率变换器、DC/AC功率变换器等形式，其作用是按所选电动机驱动电流要求，将蓄电池的直流电转换为相应电压等级的直流、交流或脉冲电源。电机是应用电磁感应原理运行的旋转电磁机械，用于实现电能向机械能的转换。运行时从电系统吸收电功率，向机械系统输出机械功率。电机驱动系统主要由电机、控制器(逆变器)构成，驱动电机和电机控制器所占的成本之比约为1:1，根据设计原理
A4954 双路全桥式DMOS PWM 电动机驱动器 特点 ?低R DS(on)输出 ?过电流保护(OCP) 电动机短路保护 o o电动机引脚接地短路保护 o电动机引脚电池短路保护 ?低功耗待机模式 ?可调PWM 电流限制 ?同步整流 ?部欠压锁定(UVLO) ?交叉电流保护 描述 通过脉宽调制(PWM) 控制两个直流电动机，A4954 能够承受峰值输出电流达±2 安培，并使电压达到40 伏特。 输入端通过应用外部PWM 控制信号以控制直流电动机的速度与方向。部同步整流控制电路用来降低脉宽调制(PWM) 操作时的功率消耗。 部电路保护包括过电流保护、电动机接地或电源短路、因滞后引起的过热关机、V BB欠压监视以及交叉电流保护。 A4954 采用带有外置散热板的16 引脚TSSOP 小型封装（后缀LP）。该封装为无铅封装，且引脚框采用100% 雾锡电镀。 ?功能方框图
A4950 全桥式DMOS PWM 电动机驱动器特点 ?低R DS(开)输出 ?过电流保护(OCP) o电动机短路保护 o电动机引脚接地短路保护 o电动机引脚电池短路保护 ?低功耗待机模式 ?可调PWM 电流限制 ?同步整流 ?部欠压锁定(UVLO) ?交叉电流保护
描述 通过脉宽调制(PWM) 控制直流电动机，A4950 能够提供±3.5 安培的峰值输出电流，工作电压为40 伏特。 该产品可提供输入端子，通过外部施加的PWM 控制信号控制直流电动机的速度与方向。采用部同步整流控制电路降低脉宽调制(PWM) 操作时的功率消耗。 部电路保护包括过电流保护、电动机引脚接地短路或电源短路、带时延的过热关机、V BB欠压监视以及交叉电流保护。 A4950 采用带有外露散热板的8 引脚SOICN 小型封装（后缀LJ）。该封装为无铅封装，且引脚框采用100% 雾锡电镀。 ? 功能方框图 A4938 三相无刷直流电动机预驱动器 功能及优点 ?驱动6 N-通道MOSFET ?同步整流，减少功率耗散
目录 一、伺服驱动概述 (1) 二、本产品特性 (2) 三、电路原理图及PCB版图 (4) 四、电路功能模块分析 (4) 五、焊接（附元件清单） (14) 六、编者设计体会 (16)
一．伺服驱动概述 1. 伺服电机的概念 伺服电机是在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，作为一种执行元件，把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出，是一种补助马达间接变速装置。伺服电机是可以连续旋转的电－机械转换器，直流伺服电机的输出转速与输入电压成正比，并能实现正反向速度控制。 2.伺服电机分类 普通直流伺服电动机 直流伺服电机 { 低惯量直流伺服电动机 直流力矩电动机 3. 控制系统对伺服电动机的基本要求 宽广的调速范围 机械特性和调节特性均为线性 无“自转”现象 快速响应 控制功率小、重量轻、体积小等。 4. 直流伺服电机的基本特性 （1）机械特性在输入的电枢电压Ua保持不变时，电机的转速n随电磁转矩M 变化而变化的规律，称直流电机的机械特性 （2）调节特性直流电机在一定的电磁转矩M（或负载转矩）下电机的稳态转速n随电枢的控制电压Ua变化而变化的规律，被称为直流电机的调节特性 （3）动态特性从原来的稳定状态到新的稳定状态，存在一个过渡过程，这就是直流电机的动态特性 5. 直流伺服电机的驱动原理 伺服主要靠脉冲来定位，基本上可以这样理解，伺服电机接收到1个脉冲，就会旋转1个脉冲对应的角度，从而实现位移，因为，伺服电机本身具备发出脉冲的功能，所以伺服电机每旋转一个角度，都会发出对应数量的脉冲，这样，和伺服电机接受的脉冲形成了呼应，或者叫闭环，如此一来，系统就会知道发了多少脉冲给伺服电机，同时又收了多少脉冲回来，这样，就能够很精确的控制电机的转动，从而实现精确的定位，可以达到0.001mm 直流伺服电机分为有刷和无刷电机。有刷电机成本低，结构简单，启动转矩大，调速范围宽，控制容易，需要维护，但维护方便（换碳刷），产生电磁干扰，对环境有要求。因此它可以用于对成本敏感的普通工业和民用场合。无刷直流伺服电机电机体积小，重量轻，出力大，响应快，速度高，惯量小，转动平滑，力矩稳定。容易实现智能化，其电子换相方式灵活，可以方波换相或正弦波换相。电机免维护不存在碳刷损耗的情况，效率很高，运行温度低噪音小，电磁辐射很小，长寿命，可用于各种环境
航模全系列无刷电机绕 线方法详解 标准化工作室编码[XX968T-XX89628-XJ668-XT689N]
航模全系列无刷电机绕线方法详解 --------------------------------------------------------------------------------------------------------- --- 一模型无刷电机是无刷电机输入是直流，工作是交流，属于无刷直流电机之三相无感 （感应器-霍尔）电机。 二 N和P搭配的规律N：电机绕组槽 P：磁钢 1、N必须是3的倍数，P必须是偶数（磁钢必须是成对的，所以必须是偶数）。 2、N数越小，最高转速越高。比如9N12P电机最高转速肯定高于12N14P，反之亦然。 3、P数越小，最高转速越高。例如12N10P的最高转速肯定高于12N16P，反之亦然。 4、N比P大，则相对转速更高。9N6P最高转速肯定高于9N12P，反之亦然。 5、同样的N，P越大扭力越强。扭力，12N16P大于12N14P大于12N10P。 6、一般情况下，N和P之间不能整除，比如12N6P，但是内转子有大量的12N4P结构，使用分布绕组。 三三角接法和星形（Y）接法 三角接法：三根线头尾相接 1头+2尾，2头+3尾，3头+1尾 星形接法：三根线尾尾相接三相尾部接在一起，其他3根线引出接电机 绕线的顺序都是一样的，三角接法和星形接法只是最后接法不同而已！！！ -------------------------------------------------------------------- 详解三角接法与星形接法 现代的无刷直流电机普遍采用星形绕法，但是模型无刷电机普遍采用三角绕法？ 例如：一台2212 1400KV电机（默认三角绕法）改用星形绕法，转速将变为1400除以得出808KV，并且该电机在12V电压下工作功率大为降低，如要实现之前功率，需要提高电压到12V*=21V，在21V电压下和之前的功率相近。 同样的，一台星形绕法的无刷电机，如需要保持转速和功率不变，在改为三角绕法后，需要降低电压倍使用，否则极易烧坏电机。 星形绕法的特点：效率更高、匝数更少、其他数据一样情况下工作电压更高 三角绕法的特点：匝数更多，其他数据一样的情况下工作电压更低 实际运用：3S电机改6S电机，最简单的办法就是将三角绕法改为星形绕法即可。 总体上，Y星接法（也就是星型接法）在效率上优于封闭接法（也就是三角接法），但是因为方便工业生产的关系，模型大量使用三角接法。 四线径、股数、匝数 线径：漆包线直径（一般是包括漆皮的） 股数：绕线时多股线一起绕的根数 匝数：每个电极上所绕的圈数 *4*13圈（线径*股数*匝数） T：匝数 绕线顺和逆 定子尾部朝下，上面朝天。 顺：绕线顺时针
航模电机问答 1、什么叫电机？ 答：电机是将电池电能转换成机械能，驱动电动车车轮旋转的部件。 2、什么是定子？ 答：有刷或无刷电机工作时不转动的部分。轮毂式有刷或无刷无齿电机的电机轴叫定子，此种电机可以叫内定子电机。 3、什么是转子？ 答：有刷或无刷电机工作时转动的部分。轮毂式有刷或无刷无齿电机的外壳叫转子，此种电机可以叫外转子电机。 4、什么叫碳刷？ 答：有刷电机里面顶在换相器表面，电机转动的时候，将电能通过换相器输送给线圈，由于其主要成分是碳，称为碳刷，它是易磨损的。应定期维护更换，并清理积碳。 5、什么是刷握？ 答：在有刷电机里面盛装并保持碳刷位置的机械导槽。 6、什么是换相器？ 答：有刷电机里面，具有相互绝缘的条状金属表面，随电机转子转动时，条状金属交替接触电刷的正负极，实现电机线圈电流方向的正负交替变化，完成有刷电机线圈的换相。 7、什么是相序？ 答：无刷电机线圈的排列顺序。 8、什么是磁钢？ 答：一般用于称呼高磁场强度的磁性材料，电动车电机都采用钕铁硼稀土磁钢。 9、什么是有刷电机？ 答：电机工作时，线圈和换向器旋转，磁钢和碳刷不转，线圈电流方向的交替变化是*随电机转动的换相器和电刷来完成的。在电动车行业有刷电机分高速有刷电机和低速有刷电机。有刷电机和无刷电机有很多区别，从名字上可以看出有刷电机有碳刷，无刷电机没有碳刷。 10、什么是无刷电机？ 答：由控制器提供不同电流方向的直流电来达到电机里面线圈电流方向的交替变化，无刷电机的转子和定子之间没有电刷和换相器。 11、电机如何实现换相？ 答：无刷或有刷电机在转动时，电机里面线圈的通电方向需要交替变换，从而达到电机能连续转动。有刷电机的换相*换相器和电刷共同完成，无刷电机*控制器来完成。