空心杯电机学习笔记

空心杯电机学习笔记

  • 1.空心杯电机(直流电机)的硬核拆解
  • 2.空心杯电机的驱动模块学习
    • (1)无人机飞控原理学习的流程介绍(空心杯四旋翼DIY)
    • (2)MOS管和桥芯片
    • (3)电机驱动L298N:
    • (4)电机驱动的实质:
  • 3.使用PWM方式实现直流电机调速
    • (1)普中C51开发板
    • (2)DSP28系列:
  • 4.航模电机(外转子无刷直流电机或者空心杯电机)的介绍
    • (1)电机选择时的注意事项
    • (2)电调的选型(暂时不用)
    • (3)空心杯电机的特点
    • (4)空心杯电机的选型
  • 4.其他理论知识
    • 4.1[电机的电磁转矩和负载转矩](https://zhidao.baidu.com/question/240249246.html)

1.空心杯电机(直流电机)的硬核拆解

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注意:空心杯电机可以是有刷电机,也可以是无刷电机

2.空心杯电机的驱动模块学习

(1)无人机飞控原理学习的流程介绍(空心杯四旋翼DIY)

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资料包地址(建议在外网下载会快点):
PCB四轴添加链接描述
遥控:添加链接描述
控制程序:添加链接描述
注意:电机驱动部分,如果使用有刷电机(内部含有碳刷),驱动起来就比较简单,使用自己设计的MOS管电路就可以(如下图所示)。而如果是无刷的话那就需要电调(电子调速计)。
空心杯电机学习笔记_第1张图片
如上图所示,因为无人机的每一个叶片只需要往一个方向转,所以采用MOS管就可以解决这个问题。而对于智能车而言,在运行过程中,需要前进后退等操作,因此一个MOS管就不够了,因此是有含有四个MOS管的H桥电路。除此之外,在无人机被调速的时候,我们可以通过调节CH1所对应的PWM占空比(高电平占整个周期的时间)来调节电机速度的快慢。PWM占空比越大,电机速度越快。

(2)MOS管和桥芯片

MOS管的基本原理:添加链接描述
电机驱动H桥电路基本原理:添加链接描述
H桥驱动电路和电机驱动芯片介绍:添加链接描述
注意:MOS管和H电桥可以自己搭建,但是散热不好。使用电机驱动芯片的话,内部就包含H桥。例如,drv8836添加链接描述(密码vbnm)
MOS管其实就是一个电子开关

(3)电机驱动L298N:

  对于驱动电压比较大的电机,往往使用L298N驱动模块。实际上,L298N就是一个升压电路。具体的变换方向可以通过两路PWM调节占空比实现。当然,当电机在驱动电压范围内转动时,如果只是在一个方向旋转的话,单片机设置的PWM占空比越大,输出的电压越大,电机转速就会越快。
  电机驱动往往需要两路PWM,通过改变两路占空比来控制电机的正反转。可以承受2A的电流,市面上耐电流比较大的;可以一次性控制两个电机,如果想要让电机转快点,就改变占空比(对于舵机而言,是控制相应的角度)

空心杯电机学习笔记_第2张图片

(4)电机驱动的实质:

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单片机的电压往往是3.3V,如果要用该电压驱动电机的话,是驱动不起来的!所以电机驱动就是升压的作用。而相应的转速是通过调节占空比得到的。
空心杯电机学习笔记_第3张图片

3.使用PWM方式实现直流电机调速

(1)普中C51开发板

简单点讲,使用PWM就是控制输入电机的电压,从而控制电机转速。比较原始的讲解,可以考虑看下这位博主的讲解添加链接描述(有利于理解软硬件控制电机的过程),相对应的电路图和源代码参考添加链接描述(密码1e5v)

(2)DSP28系列:

待续…

4.航模电机(外转子无刷直流电机或者空心杯电机)的介绍

(1)电机选择时的注意事项

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航模电机常常指的是外转子无刷直流电机(大四轴无人机),当然也有空心杯电机(小四轴无人机)和180电机(微型直升机航模)。
在这里插入图片描述

(2)电调的选型(暂时不用)

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(3)空心杯电机的特点

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和传统的直流有刷电机相比,空心杯电机最大的特点就是线圈,并且体积较小,一般空心杯电机的功率只有几百w,可以应用到快速响应的系统中(例如,仿生翼)
空心杯电机学习笔记_第4张图片空心杯电机学习笔记_第5张图片

(4)空心杯电机的选型

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具体包含各种空心杯电机的长度、housing直径、外伸轴的直径
注意:电机驱动部分,如果使用有刷电机(内部含有碳刷),驱动起来就比较简单,使用自己设计的MOS管电路(Crazepony)就可以。而如果是无刷的话那就需要电调(电子调速计)。
商铺资料添加链接描述添加链接描述
常见的空心杯电机如下:
空心杯电机学习笔记_第6张图片
408空心杯电机

空心杯电机学习笔记_第7张图片空心杯电机学习笔记_第8张图片
空心杯电机学习笔记_第9张图片空心杯电机学习笔记_第10张图片空心杯电机学习笔记_第11张图片空心杯电机学习笔记_第12张图片空心杯电机学习笔记_第13张图片空心杯电机学习笔记_第14张图片
其中,1020电机可以使用于固定翼航模:添加链接描述旋风航模型6A有刷电调1S 3.7V空心杯1020电机2g舵机小型DIY固定翼(噪声很大,和无人机差不多)

4.其他理论知识

4.1电机的电磁转矩和负载转矩

注意:电机的负载转矩指的是带动负载所要求的转矩,即电机的输出转矩!

未完待续…
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