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空心杯电机学习笔记

2023-05-16

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）

添加链接描述
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）。
在这里插入图片描述
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）

在这里插入图片描述

（4）电机驱动的实质：

添加链接描述
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。
在这里插入图片描述

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

添加链接描述
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）

添加链接描述

（3）空心杯电机的特点

添加链接描述
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）
在这里插入图片描述在这里插入图片描述

（4）空心杯电机的选型

添加链接描述
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：
在这里插入图片描述
408空心杯电机

在这里插入图片描述在这里插入图片描述
在这里插入图片描述在这里插入图片描述在这里插入图片描述在这里插入图片描述在这里插入图片描述在这里插入图片描述
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…
上手小白，如有错误，欢迎批评指正
如有同道中人，可以加Q867740092，一起学习，一起进步

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