一文读懂无刷电机控制原理

前言

现在很多设备都是搭载的无刷电机而不是有刷电机了，为啥？性能好啊！

引入

同性相斥异性相吸

可以看出，只要改变磁铁的极性，电机就能转起来

那 怎么改变磁铁极性呢？

右手螺旋定则可以根据电流的流向来判断哪一端是N级

只要电流的方向改变了，那极性也就跟着改变了

下面用通电线圈来替代磁铁

如何改变电流方向？

如果将4个开关按如图的方式连接的话，闭合不同的开关，电流方向就会发生改变（此电路是不是有点像字母‘H’，所以叫H桥电路）

现在，把开关替换成MOS管，就可以用单片机来控制了

如何控制电机的转速？

假如开关一会儿闭合一会儿断开，是不是电机的转速就会相应改变呢，对吧？（电机由于惯性不会断电就立即停下来，断电只会减速）

一会低电平一会高电平这种称为PWM（脉冲宽度调制）如图所示

其中占空比=高电平/周期×100%

即改变占空比就是改变高电平的时间，也就是改变转速

如何检测转子位置？

这里不得不提霍尔元件，当霍尔元件对着N级时输出高电平，对着S级时输出低电平

但当转动90度时，霍尔元件对着分界处，这时就紊乱了

解决方法是再多加一个霍尔元件

这样一来，即使另一个霍尔元件对着分界处，也不会紊乱了，依旧检测出转子的位置

为什么会有星型接法？

如果此时给W线圈通电（产生N极）等转子旋转120度（假定顺时针旋转），再给U线圈通电，等转子旋转120度，再给V线圈通电

这种方式的缺点就是每条线圈是独立的的，并且同一时刻只有一条线圈通电

那如果同一时刻是两条线圈通电，那是不是旋转会更快啊

下面将这3条线圈连接起来，每两条线圈通电，这样产生的力矩就变大，转速也就变快了，不停切换三相电流的流向就能让转子一直高速旋转

当霍尔元件检测转子旋转多少度时，就会改变从哪条线通电或断电

如图所示

总结

无刷电机本质是根据右手螺旋定则来切换电流方向以产生旋转，并且根据霍尔元件检测出转子的位置，及时切换电流方向，为了效率更高，便采用星型接法。

原文：头条@二两红油小面

转自公众号：一口Linux

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