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。

附件内容分享的是基于STM32F103 BLDC直流无刷霍尔电机驱动板配套资料、原理图、MDK源码等。 STM32 无感无刷直流电机开发板实物截图: STM32 无感无刷直流电机开发板PCB截图:

基于STM32的无刷电调（资料开源、模友共享）-无感无刷直流电机之电调设计全攻略

关于无刷直流电机的驱动的基本原理，很多教材和文档都已经讲得很清楚了，特别是坛 上网友提供的：《无刷直流（BLDC）电机基础》（MicroChip 公司，编号 AN885）、《Brushless DC Motors Made Easy》（Freescale 公司，编号 PZ104）和 Atmel 公司的编号为：AVR194、 AVR491、AVR492 的几篇文档，都写得很不错，深入浅出，很适合入门的初学者学习。稍 后我会给出它们的下载链接（见附录一）。 不过一上来就让读者自己去看文档，貌似不太厚道，那我这里还是辛苦一下，把各篇文 档的精华部分抽取出来，重新组织一下，给大家一个关于无刷电机的比较概要的认识。

关注开源四轴项目也有近一年了，前期都以潜水为主，业余时间主要是在啃那些控制和 导航的理论书籍。最近开始动手做了，打算先从电调开始，发现真要做起来问题还真是一大 堆。所幸有论坛这么好一个交流平台，很多问题其实前人都已经碰到过了，参考前人的经验， 让我少走了很多弯路。在此要感谢论坛各位前辈大侠和阿莫的 ourdev。:-) 前人种树、后人乘凉，既然受惠于前人，怎好意思独享，当然也应该帮助一下新入门的 开发者。由于四轴分论坛的帖子数量已经很多了，光搜一下无刷电机和电调也有近百来篇帖 子，次序和深浅程度不一，想要看完并完全理解这些帖子对新人来说不啻是一个艰巨的任务。 而且很多帖子的发帖时间都比较久远了，回帖提问也未必能得到原作者的回答。我写这篇文 档的目的，就在于做一个整理和汇编，把很多零散的、前人已解答过的问题分门别类整理出 来，并添加一些自己制作电调时的经验和总结。 在参考一些关于无刷电机驱动的书籍和帖子的时候，发现高手或是大师好像都比较惜字 如金，一些问题往往点到为止或者一笔带过，有些看似简单的问题会让像我这样的电调DIYer 困惑很久。所以在本文行文时，笔者力图把问题以大白话的形式说

关注开源四轴项目也有近一年了，前期都以潜水为主，业余时间主要是在啃那些控制和 导航的理论书籍。最近开始动手做了，打算先从电调开始，发现真要做起来问题还真是一大 堆。所幸有论坛这么好一个交流平台，很多问题其实前人都已经碰到过了，参考前人的经验， 让我少走了很多弯路。在此要感谢论坛各位前辈大侠和阿莫的 ourdev。:-) 前人种树、后人乘凉，既然受惠于前人，怎好意思独享，当然也应该帮助一下新入门的 开发者。由于四轴分论坛的帖子数量已经很多了，光搜一下无刷电机和电调也有近百来篇帖 子，次序和深浅程度不一，想要看完并完全理解这些帖子对新人来说不啻是一个艰巨的任务。 而且很多帖子的发帖时间都比较久远了，回帖提问也未必能得到原作者的回答。我写这篇文 档的目的，就在于做一个整理和汇编，把很多零散的、前人已解答过的问题分门别类整理出 来，并添加一些自己制作电调时的经验和总结。 在参考一些关于无刷电机驱动的书籍和帖子的时候，发现高手或是大师好像都比较惜字 如金，一些问题往往点到为止或者一笔带过，有些看似简单的问题会让像我这样的电调DIYer 困惑很久。所以在本文行文时，笔者力图把问题以大白话的形式说

1、能实现无刷电机平稳启动。 2、电机运行流畅，方波PID速度闭环控制稳定可靠。 3、串口能发生调试命令启动电机运行，同时打印速度消息。 4、OLED同步显示电机运行状态和故障信息。

电子-无感无刷直流电机之电调设计全攻略.pdf,单片机/嵌入式STM32-F0/F1/F2

无感无刷直流电机控制 stm8s

关注开源四轴项目也有近一年了，前期都以潜水为主，业余时间主要是在啃那些控制和导航的理论书籍。最近开始动手做了，打算先从电调开始，发现真要做起来问题还真是一大堆。所幸有论坛这么好一个交流平台，很多问题其实前人都已经碰到过了，参考前人的经验，让我少走了很多弯路。在此要感谢论坛各位前辈大侠和阿莫的ourdev。:-) 前人种树、后人乘凉，既然受惠于前人，怎好意思独享，当然也应该帮助一下新入门的开发者。由于四轴分论坛的帖子数量已经很多了，光搜一下无刷电机和电调也有近百来篇帖子，次序和深浅程度不一，想要看完并完全理解这些帖子对新人来说不啻是一个艰巨的任务。而且很多帖子的发帖时间都比较久远了，回帖提问也未必能得到原作者的回答。我写这篇文档的目的，就在于做一个整理和汇编，把很多零散的、前人已解答过的问题分门别类整理出来，并添加一些自己制作电调时的经验和总结。