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一、前言 收到意法社区发来的FOC套件很久了,但是因为工作一直很忙,所以抽不出时间来玩电机。但是,已经希望学习bldc很久了,这次意法社区给了我一次这么好的机会,不抓住机会,后悔终生啊!作为一名电机初学者,我不能像各位大神那样发表各种高大上看不懂的示波器图片,所以只能一步一步的学习什么叫BLDC,什么叫FOC,什么又是六步驱动、三电阻/单电阻采样,无位置传感,有位置传感等等。 / \; f( I& r/ }' C- q) j# u 二、无刷电机概括 无刷直流电机,英文为Brushless Direct Current, BLDC。是一种快速普及的电机类型,正如名称说的那样,无刷电机不用电刷来换向,而是使用电子换向,所以跟有刷直流电机以及感应电机相比,具有快速动态响应、寿命长、运转无噪音、更好的转速-转矩特性以及更高的转速范围等,这些优点使BLDC 在市场上应用甚广,从无人机、云台到家用电器洗衣机、风扇再到工业控制机械臂等等。 4 r0 ?) m9 N6 ^! c2 P 三、[P-NUCLEO-IHM002] ST意法半导体生态系列套件之FOC电机套件介绍 ST生态推出的这款P-NUCLEO-IHM002无刷电机套件,主要使用ST的Nucleo系列开发板的F302+ x-nucleo-ihm07m1组合而成。并且提供软件SDK+调试软件+代码生成SDK+稳定的硬件电路给使用者,使得使用者能在几分钟内快速搭建起开发环境并且让电机转动起来。(下面图片高能来袭)
上图为套件高清照,绝对够裸,P-NUCLEO-IHM002套件包含一个nucleo底板+x-nucleo-ihm07m1的扩展版组合而成,配套一个DR2804无刷电机,此电机适用于航模上,重量轻,转速高,然后是一个12V 2A的电源适配器+3种不同区域用的插头,插头能直接挂上适配器接到220V上,非常的方便。9 e/ v& N) f& Y5 u& G 首先介绍适配器/ q8 S7 |& E1 K; f 12V2A能给套件提供充足的电源,而且插头制式可以随意更换,用料十分足,或许这就是大厂吧.jpg
适配器搭配的三种接头,采用抽插式自锁的方式组合,牢固而且方便更换
虽然图片90度转过来,但是无碍,我是为了治好读者的歪脖子病着,no welcome!" D# b& O9 O( ^$ r( K
如图所示,安装十分方便,插进去后下方会自动卡紧,妈妈再也不用担心我买转换插头了!- }; y; X7 E7 o 电机与适配器通过2.5端子接到套件上,下面是把线接好的图片,请不要羡慕,谢谢!
好了,在这个时候,请别太鸡冻去通电,包装带的说明书有说明:nucleo上需要接E5V,和JPx的接法,需要按照说明书说的做去把跳线接好! 如果不会接,请认真看说明书,我就不浪费篇幅来做跳线介绍了。关于电机3根线的接线顺序,我的意思是:随便接~无非就是正反转可能需要调整,现在并不是调飞机,所以不用怕炸鸡~0 R; o; h; R7 ^: \' `3 ~ 飞好线之后,可以通电了,通电后扩展版红灯会闪两下,表示老子装的是FOC固件,逗逼请按照FOC,3电阻采样解法把跳线接好,神级逗逼请随意接,烧了算你自己的~8 r6 S' y' m8 H: K 一切准备功夫完成后,接下来请大声喊出我们的口号: 我们是谁~ 逗逼电子爱好者 我们要干嘛~ 干电机; O7 x0 I" D+ Q( m# Z# ^2 @ 我们要怎么干~ 拿起套件就是干: t, q. ?" H% Q6 \4 P 在进行了30分钟的阿门祈祷后,把那黑呦呦的排插刺进那如丝般顺滑的排插,套件都的灯都亮(嗨)起来了" h. \ t! E; j$ ^! t5 r: c# W 在这里,请各位干电机的伙伴们,别把电机直接放在桌子上让他转啊~请别把电机当陀螺,人家也是有感情的~ 2 @3 M9 K: Y) k V
当你按下蓝色按键后,电机就会温柔的转起来了,你想让电机干得快一点,调节蓝色的电位器即可,至此,电机套件介绍完毕! 四:基础概念% c. C* V1 ~; q# e 转速:每分钟转速,或称之每分钟回转数,英文RPM,全写是Revolution(s) Per Minute,是转动性物体在转动速度上的一种衡量单位,所指的是一个物体在一分钟内的旋转圈数,一圈即是指一次的绕周转动,若以数学上的角度单位来衡量即是转动了360度。 + Z+ U1 ^5 F4 ~3 _ 转矩:在物理学里,作用力促使物体绕着转动轴或支点转动的趋向,[1]称为力矩(torque),也就是扭转的力。转动力矩又称为转矩。力矩能够使物体改变其旋转运动。推挤或拖拉涉及到作用力 ,而扭转则涉及到力矩。如图右,力矩 + ^% w' H3 V( R7 t2 m* Q 反电动势:反电动势(counter emf或back emf)是指有反抗电流通过趋势的电动势,其本质上属于感应电动势。电动机转动时,线圈中也会产生感应电动势,这个感应电动势总要削弱电源电动势的作用,这个感应电动势即为反电动势。 定子:BLDC电机的定子由铸钢片组成,巴拉巴拉巴拉,反正就是电子里不会动的那货。 转子:BLDC电机的转子用永磁铁制成,一般可有2到8对磁极,巴拉巴拉,就是会转的那货。* Q: r8 [) ~8 D& N 5 y2 d' Y% Y) ~' l: s 霍尔传感器:BLDC电机的换向是以电子方式控制的,要让电机转动,必须按照一定的顺序给定子绕组通电。为了确定按照通电的哪一个绕组将得电,只要转子的位置很重要。所以常用的会在定子里嵌入3个霍尔传感器。. x9 A* Q& e1 O: y . v4 C& U% f2 X 峰值转矩:应用所需的峰值转矩可以通过负载转矩、惯性转矩和克服摩擦所需的转矩相加所得8 W0 h; m+ @" i/ X. O# z Tp = (TL + TJ + TF) × 1.2 " j. L7 s2 n1 d+ r+ A) G& u1 p 惯性转矩:负载从静止加速或者从低速到加速所需要的转矩。 9 ~0 P7 {* q! @ p( N; [, R% G. W+ F RMS转矩要求(Trms)! }( [) ]/ }- p 均方根转矩可以粗略,这取决于峰值转矩、负载转矩、惯性转矩、摩擦转矩 5 J4 |$ ]) h- U* g$ a+ [ 最后是转速范围,就是应用所需的电机转速。9 Z( c& c6 S5 n ' F6 K4 C- ]& Q4 w! |8 |4 b 以下下是套件电机的cad图
总结:初步了解BLDC的组成、以及BLDC的基本特性,了解[P-NUCLEO-IHM002]套件的组成以及使用,并且使用demo转动电机,体验电机转动效果! |
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我们要干嘛~ 干电机 v2 Q1 F, _% i' g# K
我们要怎么干~ 拿起套件就是干