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交流电机的工作原理,电机控制器作用MCU

时间:2023-05-04 15:37:47 阅读:166068 作者:1098

关于交流电机、直流电机、永磁同步电机(PMSM)、步进电机的分类与控制

我以前读过各类电机分类的文章,但总是知道一半。 通过这几个月的实践,我想和大家分享我对电机的理解。 特别是初学者。

电机是将电磁力转换为机械力的单元。 电机种类很多,有刷无刷、永磁与电磁、同步与异步、伺服与非伺服、直流与交流等,根据不同的结构特点可以将电机分为不同种类,根据控制方法可以分为力矩电机、角度电机、调速电机等

根据电机的发展历史,分为有刷和无刷进行阐述。 整流式电动机是指通过电刷来实践转子电换流,电刷与旋转轴产生摩擦力来限制转速的上升; 之后,无刷电机用霍尔原件代替电刷,实现了无接触换向,突破了有刷电机的最高转速限制,降低了噪声,但同时也提高了成本。 工程中常用的电机种类可分为以下几类。

另外,上述只不过是电机的划分方法之一。 有刷和无刷、永磁与电磁、同步与异步、伺服与非伺服、直流(直流电机)交流)交流电机)来分类比较复杂,例如舵机分为永磁同步伺服直流角度电机)有刷和无刷步进电机,也称为无刷永磁同步非伺服直流调速电机; 永磁同步电机,又称无刷永磁同步直流电机,可用作转矩、角度和调速电机。

所有的电动机都由电路驱动,其基本结构如下图所示,包括:控制芯片、电动机驱动器(在航空模式领域中称为电调谐)、如果是伺服电动机则为电动机反馈系统)编码器

一般来说,驱动由电机制造商准备,选择合适的控制芯片很重要。 这个取决于必要的功能。 如果想实现多个电机的联动,最好采用专业的运动控制器,否则就麻烦了。 例如,在用Arduino控制多个步进电动机的情况下,步进电动机由频率信号驱动,但频率信号通常由计时器控制,但芯片内没有足够的计时器。 (

*舵机: **集驱动、电机、减速器、电位器于一体,通过PMW信号的占空比控制舵机角度(一般允许-90~ 90旋转),多用于对转速和精度要求不高的场合。 舵机体积非常小且价格低廉,在模型、玩具制作中应用非常广泛。 特别是舵机一般采用三线制(电源、接地、PWM ),非常节约芯片引脚。

** *步进电机: * *是无刷电机的衍生品,多为2相和4相产品,可以通过1系统频率信号和1系统高低频率转向信号(需要连接其他驱动器)精确控制角度(实际转矩不超过允许转矩时) ) 缺点是功率大的步进电机体积大(但是,在MEMS领域可以减小),在高速运转和起动时容易失调。 此外,步进电机表示驱动器的细分可以实现更高精度、低噪声的运行,但并不是所有的步进电机(如BYJ-48 )都可以实现1/2以下的细分。

**直流无刷电机:可以用**驱动器直接用PWM信号驱动。 未安装编码器时,此时PWM信号为功率信号,占空比越高,转速越快。 安装编码器时,它是一种伺服电机,通过PID反馈算法可以精确控制转速和角度,但会消耗大量的引脚和芯片资源。

**永磁同步电机: **其电机结构与直流无刷电机基本相同,但其驱动原理不同。 永磁同步电机通常使用过SPWM信号驱动(通常为三相正弦波)。 安装编码器时,它是一种伺服电机,通过SPWM、PID、FOC等一系列算法,可以实现准确的转矩、转速和角度控制。 其电机在响应性能、功率密度等方面优于直流无刷电机,且体积非常小、重量轻。 (1KW功率的电机,手掌握不到1公斤) )广泛应用于四轴无人机、机器人、电动汽车、高铁等领域,但价格昂贵,没有经费实际无法玩耍。

上述电机的总结如下。

我是第一次来,但第一次发表了文章。 如有不当之处,请海涵。

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