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timegate 墨鸢大佬写的《无感无刷直流电机之电调设计全攻略》，主要讲了关于无刷直流电机的驱动的基本原理，以及无感控制的知识要点，并且附上了德国 MK 项目电调代码（V0.41 版本）的全代码分析。 ### 无感无刷直流电机之电调设计全攻略 #### 一、前言 本文旨在深入探讨无感无刷直流电机（BLDC）及其电子调速器（ESC）的设计与实现方法。随着技术的进步，无感控制已成为现代BLDC应用中的关键技术之一，尤其是在无人机、电动汽车、工业自动化等领域。本文将围绕无刷直流电机的基础知识、工作原理、无感控制策略、反电动势检测及过零检测等核心内容展开讨论，并通过具体实例来加深理解。 #### 二、无刷直流电机基础知识 ##### 2.1 三个基本定则 在深入了解无刷直流电机之前，我们先回顾一下电磁学中的三个基本定则：左手定则、右手定则（安培定则一）和右手螺旋定则（安培定则二）。 - **左手定则**：用于判断载流导体在磁场中受到的作用力方向。伸出左手，使拇指与其余四指垂直，并且都与手掌在一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。 - **右手定则（安培定则一）**：用于判断直导线周围产生的磁场方向。将右手伸平，大拇指与其余四指垂直，且处于同一个平面内；让磁感线垂直穿入掌心，四指指向电流的方向，则拇指指向为磁场的N极方向。 - **右手螺旋定则（安培定则二）**：用于判断载流螺线管或环形电流产生的磁场方向。将右手握成拳状，四指指向电流方向，大拇指指向螺线管内部或环形电流中心，则大拇指的方向即为磁场的N极方向。 ##### 2.2 内转子无刷直流电机的工作原理 内转子无刷直流电机是指其转子位于电机内部的一种类型，通常采用磁回路分析法进行研究。 - **磁回路分析法**：通过对电机内部磁通路径的分析，可以更好地理解电机的工作原理。磁回路由磁性材料构成，当电流通过绕组时会产生磁场，进而与永磁体相互作用产生转矩。 - **三相二极内转子电机结构**：这种类型的电机具有简单的结构特点，包括两个磁极的转子和定子上的三相绕组。通过改变绕组中电流的流向，可以实现电机的正反转。 - **三相多绕组多极内转子电机的结构**：这类电机的特点在于拥有多个绕组和多个磁极，从而提高了电机的效率和性能。其内部结构更为复杂，但能够提供更平稳的运行效果。 ##### 2.3 外转子无刷直流电机的工作原理 外转子无刷直流电机则是指其转子位于电机外部的一种类型，常见的结构如下： - **一般外转子无刷直流电机的结构**：这类电机通常采用外部转子和内部定子的结构形式，其特点是转子位于电机外壳之外，定子位于电机内部。 - **新西达2212外转子电机的结构**：作为一款典型的外转子电机，新西达2212采用了特殊的结构设计，以提高其动力输出和效率。该电机具有较高的转速范围和扭矩输出能力。 #### 三、无刷直流电机转矩的理论分析 无刷直流电机的转矩是衡量其性能的重要指标之一。了解电机转矩的产生机制对于优化电机设计至关重要。 - **传统的无刷电机绕组结构**：传统的无刷直流电机通常采用Y型连接方式的三相绕组。这种连接方式使得电机在运行过程中能够产生连续的转矩。 - **转子磁场的分布情况**：转子磁场的分布对电机的性能有着直接影响。合理的磁场分布可以使电机在运行过程中产生较大的转矩，并减少损耗。 - **转子的受力分析**：通过分析转子在不同状态下受到的力，可以更好地理解电机的工作原理。这些力包括电磁力、机械力等，它们共同作用于转子上，使其产生旋转运动。 - **一种近似分析模型**：为了简化计算过程，通常会采用一些近似模型来分析电机的工作状态。这些模型可以帮助工程师快速估算电机的关键参数，并指导电机的设计与优化。 #### 四、无感控制策略 无感控制是针对无刷直流电机的一种先进控制方法，其核心在于无需使用位置传感器即可实现对电机的有效控制。 - **六步方波控制**：这是一种常用的无感控制策略，通过六个步骤循环改变电机绕组中的电流方向，使电机产生连续的转矩。这种方法简单有效，适用于多种应用场景。 - **反电动势过零检测**：在无感控制中，准确地检测到反电动势（Back EMF）的过零点是关键。这可以通过比较电机绕组电压与参考电压来实现，从而确定电机的位置和速度。 - **代码实现**：为了帮助读者更好地理解和实践无感控制策略，本文还提供了德国MK项目的电调代码（V0.41版本）的全代码分析。这些代码详细展示了如何实现上述控制策略，并提供了实用的编程技巧。 无感无刷直流电机的电调设计涉及多个方面的知识和技术，从基础理论到实际应用都有着广泛的研究价值和发展空间。通过本文的介绍，希望能够为读者提供一个全面的理解框架，并激发更多深入探索的兴趣。

基于低反电动势的方波控制无感觉无刷直流电机启动方案，可移植性强，拓展功能丰富,低压无感BLDC方波控制方案：快速启动与扩展功能探索,低压无感BLDC方波控制方案 反电动势和比较器检测位置 带载满载启动 1.启动传统三段式，但是我强拖的步数少，启动很快，基本可以做到任意电机启动切闭环。 2.入门方波控制的程序和原理图，方案简单，可移植。 3.需要更多功能的：如电感法初始位置检测，双闭环控制，同步整流等特殊功能的加好友我 程序不是库，程序框架简单，只需要调节启动参数就可以启动电机 ,1. 低压无感BLDC方波控制方案; 反电动势检测; 比较器检测位置; 启动传统三段式; 任意电机启动切闭环; 2. 入门方波控制; 程序原理图; 方案简单; 可移植; 3. 电感法初始位置检测; 双闭环控制; 同步整流。,基于低压无感BLDC的方波控制策略：高效启动与简单可移植方案

内容概要：本文详细介绍了无刷直流电机（BLDC）的MATLAB仿真技术，涵盖了其基本工作原理、建模方法及其在实际应用中的关键技术。首先，文章解释了BLDC的工作原理，强调了其通过电子换相和控制电路实现转矩和速度控制的特点。接着，分别讨论了有感和无感两种仿真的具体实施步骤，前者通过传感器采集数据并模拟实际运行情况，后者则侧重于性能分析和优化。此外，还深入研究了霍尔换相建模和反电动势过零检测建模，这两部分对于提升电机性能至关重要。最后，通过对比两种仿真模型的应用效果，展示了如何利用MATLAB仿真技术优化电机设计，提高运行效率和稳定性。 适合人群：从事电机设计、控制工程及相关领域的研究人员和技术人员。 使用场景及目标：适用于需要理解和优化无刷直流电机性能的专业人士，旨在帮助他们掌握MATLAB仿真技术，从而改进电机的设计和控制策略。 其他说明：文中提供了详细的理论背景和技术细节，使读者不仅能够了解仿真流程，还能深入理解背后的物理机制和控制算法。

基于NXP方案的高效反电动势观测器仿真模型：融合结构简化与功能分区的电机控制策略研究,"基于NXP方案定子电流误差dq轴反电动势观测器模型研究：结合行业趋势及仿真特点详解",基于定子电流误差的dq轴反电动势观测器仿真模型 公开资料显示NXP, Renesas等大厂均使用该反电动势模型，国内某厂家早期版本也使用该反电动势观测器，可见该观测器的独到之处； 知乎上有大佬对该观测器点评承认其特殊之处，该类观测器是闭环类观测器(输出影响输入)，行业有使用该类观测器渐多的趋势。 仿真特点： 1. 反电动势观测器部分使用NXP方案，结构简单，参数易调节； 2. 锁相环部分经过特殊处理，任意初始角度都可以闭环直接启动； 3. 可施加一定的初始负载，带载启动能力优秀； 4. 模型严格功能分区，除了观测器还包括MTPA、弱磁、电流环和速度环参数整定等部分，可使电机运行到额定状态 5. 包含基本公式注释，标幺值系统，离散模型 6. 通用表贴和内嵌式电机； 文件包括： 1. 仿真模型文件（2020b版本，可转低版本） 2. Renesas, NXP应用笔记各一篇 ,基于定子电流误差;dq轴反电动势观测器;

BLDC反电动势simulink仿真，出现完整梯形波

霍尔信号出错时自动切换到无霍尔工作状态,是当今电动车控制器领域的前沿技术。本文在分析无刷直流电机有霍尔状态和无霍尔状态下控制器的工作过程的基础上,重点研究反电动势法获取电机换相信号的原理及硬件实现,最后给出了主要硬件原理图及软件设计框图,并对电动车在不同运转状态下的电流I和转速n进行了了仿真。性能测试结果表明仿真与测试吻合,该控制器能较好满足实际使用需求。

基于无刷直流电机的simulink仿真图，可以通过示波器查看电机的反电动势波形和电流波形以及可以使电机转速达到期望值

TI无感无刷参考设计，基于反电动势的过零检测