一、前言 s0 h8 F' a2 o0 h- X 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。& T( W" g: _6 u, k " b9 ^8 {0 S+ ~8 x e0 ~ 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; K( r, `$ P. C9 v7 | 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。 7 x% l* @! z4 c 三、[P-NUCLEO-IHM002] ST意法半导体生态系列套件之FOC电机套件介绍" G: I6 h, B- f1 f* m( e 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。! w# K6 D- }& ^ z 首先介绍适配器1 y" i8 V9 Q6 r( a3 j& y 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! 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! 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!8 R; i/ k4 b, ~! I. F d( s) _6 n3 P% J ) b. O7 ~2 [: @ 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!5 s% v, \; T5 X 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~. x$ Y- P! l: X# x9 `4 x4 K* g 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~ 一切准备功夫完成后,接下来请大声喊出我们的口号:* T8 H7 x" i3 |: ]% Q& C 我们是谁~ 逗逼电子爱好者. D2 {/ [; @) g- e% Z7 n! B9 R 我们要干嘛~ 干电机, w& o* L6 M" X6 L5 l 我们要怎么干~ 拿起套件就是干* x4 m" d% T" B; a6 Q+ d9 B 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 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~ . B- s9 |3 ~* Q; V& v3 x; i # ]( M3 Y7 F7 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!7 \5 a" W& J# f7 j- d- ` 四:基础概念: e* ^5 K; B: F2 f G8 h _ 转速:每分钟转速[size=15.008px],或称之每分钟回转数,英文RPM[size=15.008px],全写是[size=15.008px]Revolution(s) Per Minute[size=15.008px],是转动性物体在转动速度上的一种衡量[size=15.008px]单位[size=15.008px],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[size=15.008px]数学[size=15.008px]上的角度单位来衡量即是转动了360[size=15.008px]度[size=15.008px]。, H" b+ ]5 X8 U. I' G: M [size=15.008px] [size=15.008px]转矩:[size=15.008px]在[size=15.008px]物理学[size=15.008px]里,[size=15.008px]作用力[size=15.008px]促使物体绕着[size=15.008px]转动轴[size=15.008px]或[size=15.008px]支点[size=15.008px]转动的趋向,[1][size=15.008px]称为力矩[size=15.008px]([size=15.008px]torque[size=15.008px]),也就是扭转的力。转动力矩又称为转矩[size=15.008px]。力矩能够使物体改变其[size=15.008px]旋转运动[size=15.008px]。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[size=15.008px][size=15.008px]等于径向矢量[size=15.008px][size=15.008px]与作用力[size=15.008px][size=15.008px]的[size=15.008px]叉积 0 B9 f3 e3 x; L/ u1 r5 k* c 反电动势:反电动势[size=15.008px](counter emf[size=15.008px]或back emf[size=15.008px])是指有反抗[size=15.008px]电流[size=15.008px]通过趋势的[size=15.008px]电动势[size=15.008px],其本质上属于感应电动势[size=15.008px]。[size=15.008px]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[size=15.008px]电源[size=15.008px]电动势的作用,这个感应电动势即为反电动势。 [size=15.008px] - s7 t# V N! P [size=15.008px]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。+ k. P) O5 }/ x+ j' e; ]% B' ` [size=15.008px]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。 [size=15.008px] [size=15.008px]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。6 Y- b- X" h6 Y% f' r [size=15.008px] % w2 u, T0 _/ q$ h. l+ E0 I [size=15.008px]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! ?2 ~& G& ^) y& R$ j; v; t9 w [size=15.008px] Tp = (TL + TJ + TF) × 1.2 [size=15.008px] [size=15.008px]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。 [size=15.008px]# {$ \1 {: g& d& h4 D% M [size=15.008px]RMS转矩要求(Trms)' J. R! M0 o' k* N# s. ?8 k( \: N" i0 { [size=15.008px]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, i4 Q8 I( x7 T1 H3 a3 v1 F [size=15.008px]9 Q$ I) @0 l* W# j' Q* [( q [size=15.008px]最后是转速范围,就是应用所需的电机转速。 [size=15.008px] 1 g% J3 @# b2 K( e7 R, k [size=15.008px]以下下是套件电机的cad图+ c1 ]* i+ @/ b6 X 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! |
我们要干嘛~ 干电机7 `# L, M P. b( _* X
我们要怎么干~ 拿起套件就是干