无刷电机和电子稳定控制系统的工作原理

在本教程中，我们将学习无刷电机和电子稳定控制系统的工作原理。这篇文章是以下视频的第一部分，我们将学习无刷直流电机和ESC（电子速度控制器）的工作原理，在第二部分我们将学习 .

工作原理

无刷直流电动机由定子和转子两个主要部分组成。在本图中，转子是一个带有两个磁极的永磁体，而定子由线圈组成，如下图所示。

我们都知道，如果电流通过线圈，它会产生磁场，磁力线或磁极取决于电流方向。

所以如果我们施加适当的电流，线圈会产生磁场，吸引转子的永磁体。如果一个转子和另一个线圈之间的相互作用，我们会保持一个转子和另一个线圈之间的相互作用。

为了提高电机的效率，我们可以把两个相反的线圈绕成一个线圈，这样就会产生与转子磁极相反的磁极，从而得到双倍的吸引力。

利用这种结构，我们可以在定子上产生六个磁极，只需三个线圈或相位。我们可以通过同时给两个线圈通电来进一步提高效率。这样一来，一个线圈会吸引转子，另一个线圈会排斥转子。

为了使转子完成一个完整的360度循环，它需要六个步骤或间隔。

如果我们看一下电流波形，我们可以注意到，在每一个间隔中，有一个相位是正电流，一个相位是负电流，第三个相位是关断的。这就产生了这样的想法：我们可以将三相的自由端点连接在一起，这样我们就可以在它们之间共享电流，或者使用一个电流同时为两个相供电。

这里有一个例子。如果我们把A相拉高，或者用某种开关（例如MOSFET）把它连接到正直流电压上，在另一边，把B相接地，那么电流就会从VCC流过，经过A相，中性点和B相，到地上。所以，在一个单一的电流流中，我们产生了四个不同的磁极，使转子移动。

有了这个配置，我们实际上有一个星形连接的电机相位，其中中性点是内部连接的，其他三个相位的末端从电机出来，这就是为什么无刷电机有三根电线从里面出来。

所以，为了让转子进行完整的循环，我们只需要在6个间隔中激活正确的两个mosfet，这就是esc的真正意义。

在本教程中，您将学习步进电机的工作原理。我们将介绍步进电机的基本工作原理、驱动模式和鈥

电子稳定控制系统如何工作（电子速度控制器）

通过激活电子稳定控制系统或无刷电机控制电机旋转速度的无刷电机或电机。频率越高或电子稳定控制系统通过6个间隔的时间越快，电机的速度就越高。

然而，这里有一个重要的问题，那就是我们如何知道何时激活哪个阶段。答案是我们需要知道转子的位置，有两种常用的方法来确定转子的位置。

第一种常见的方法是使用传感器嵌入定子中，彼此等距布置120或60度。

当转子永久磁铁旋转时，霍尔效应传感器感应磁场，并对一个磁极产生逻辑"高"，对另一个磁极产生逻辑"低"。根据该信息，ESC知道何时激活下一个换向序列或间隔。

第二种常用的确定转子位置的方法是通过感应反电动势或反电动势。反电动势是产生磁场的完全相反的过程的结果，或者当移动或变化的磁场通过线圈时，它在线圈中产生电流。

所以，当转子的运动磁场通过自由线圈，或者不活跃的线圈时，它会在线圈中产生电流，从而在线圈中产生电压降。根据下一次电压下降的时间间隔，ESC计算出电压下降的时间间隔。

这就是无刷直流电动机和静电稳定控制系统的基本工作原理，即使我们增加转子和定子的极数也是一样的。我们仍然会有一个三相电机，只有间隔的数量会增加，才能完成一个完整的循环。

在这里我们还可以提到，无刷直流电机可以在运行或领先。永磁无刷电机的永磁体在电磁铁内部，反之亦然，一个超越型电机的永磁体在电磁铁外。同样，它们使用相同的工作原理，而且每种方法都有自己的优点或缺点。

好了，理论已经足够了，现在让我们来演示一下，看看我们在现实生活中是怎么解释的。为此，我们将把无刷电机的三相连接到示波器上。我在一个点上连接了3个电阻，形成了一个虚拟的中性点，在另一边，我把它们连接到无刷直流电机的三相。

我们首先注意到的是三个正弦波。这些正弦波实际上是在相位不活跃时产生的反向EFM。

我们可以看到，当我们改变马达的转速时，正弦波的频率和振幅也会改变。转速越高，反电动势正弦波的频率和振幅就越高。然而，驱动电机的实际上是这些峰值，这些峰值是产生变化磁场的活跃相。

我们可以注意到，在每个间隔，有两个活跃的和一个不活跃的阶段。例如，这里我们有相A和相B，而相C是不活跃的。然后我们有A相和C相，而B相不活跃，依此类推。

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然而，这是无刷电机的基本工作原理。如果你想要一些更真实的例子和学习如何使用Arduino控制无刷电机，你应该查看本教程的第二部分。