电机常用的11个知识点
2023/2/20 13:49:02 点击：
电机的应用领域十分广泛，像无人机、机器手臂、电动工具以及工业自动化等。许多刚开始接触电机的工程师会有一些疑惑，今天给大家整理了关于电机的11个常用知识点，
一、BLDC无刷直流电机调速控制方式有哪些方法
1.外部模拟信号调速控制；
2.脉冲频率调速控制；
3.PWM调速控制；
4.内置电位器调速控制；
5.外接电位器调速。
二、无刷直流电机调速种类和原理是什么
直流电机调速一般采用脉冲宽度调制
即供电电压是宽度可调的脉冲电压。当脉冲最宽时，相当于直流电，功率最大，转速最高。脉冲宽度减小时，相当于直流电电压降低，功率及转速降低。
脉宽调制（PWM）是调整脉冲的宽度而不是频率。“脉冲宽了”指的是高电平时间长了，低电平时间短了，脉冲频率并没有变。脉宽调制并不是直接调整电机的速度，而是改变电机的功率或扭矩。扭矩大了，换向加快，转速就提高了。
三、怎样将直流无刷电机的旋转运动转化为直线运动
利用加丝杠，加一个编码器，形成闭环控制，如果一般定位使用，可以考虑使用步进电机，伺服电机也可以。伺服主要靠脉冲来定位，基本上可以这样理解，伺服电机接收到1个脉冲，就会旋转1个脉冲对应的角度，从而实现位移，因为，伺服电机本身具备发出脉冲的功能，所以伺服电机每旋转一个角度，都会发出对应数量的脉冲。关注珀尔电子
这样，和伺服电机接受的脉冲形成了呼应，或者叫闭环，如此一来，系统就会知道发了多少脉冲给伺服电机，同时又收了多少脉冲回来，这样，就能够很精确的控制电机的转动，从而实现精确的定位，可以达到0.001mm。
四、流无刷电机的极数怎么判断
1.如果使用CD系列驱动器，可以用ZERO命令(转子置零位)，使能驱动器，电流从定子繞组的C端流进，从B端流出，产生一个极数与转子磁场极数一样的定子磁场，该磁场的强弱可用IZERO设定。设定IZERO=5(电机连续电流的5%)，用手缓慢的转动转子一圈，每当转子的磁极对准定子的磁极（同性或异性），便有一次停顿。如果转子转动圈有2p次停顿，则该电机的极数为2p。
2.果使用没有转子置零位命令的驱动器，如S600/S300，可将驱动器设置为串行电流模式。
用电流指令T，给定一小电流，不足以使转子转动。用手缓慢的转动转子一圈，每当转子的磁极对准定子的磁极(同性或异性)，便有一次停顿 。如果转子转动一圈有2p次停顿，则该电机的极数为2p。设定正确的电动机极数对驱动器的运行相当重要。
五、改善无刷直流电机低速的方法
由于无刷直流电机在低速运行时，所测量的反电动势太小，此时需要考虑到二极管的正向压降造成反电动势的电压偏移，其将产生不平均分布的过零点。在此提出低速时的反电动势检测改善方法，在低速时可以使用一个前置补偿电路去改善反电动势检测效果。
六、获得无刷直流电机位置或速度的实时信息的方法
1.依靠霍耳元件或者码盘来获得位置、速度信号。
缺点:增加了器件成本，在无法加装传感器的时候无效。
2.无传感器(Sensorless)方法，现在主要有反电动势过零检测法、三次谐波分析法以及Kalman预测法。
缺点:局限于反电动势为梯形的BLDCM，而且有的需要加装特别的外部电路，在一些场合下无法实现:有的算法复杂，会造成较大的实时误差。
七、如何确定步进电机驱动器的直流供电电源
A.电压的确定
混合式步进电机驱动器的供电电源电压一般是一个较宽的范围（比如IM483的供电电压为12～48VDC），电源电压通常根据电机的工作转速和响应要求来选择。如果电机工作转速较高或响应要求较快，那么电压取值也高，但注意电源电压的纹波不能超过驱动器的最大输入电压，否则可能损坏驱动器。
B.电流的确定
供电电源电流一般根据驱动器的输出相电流I来确定。如果采用线性电源，电源电流一般可取I的1.1～1.3倍；如果采用开关电源，电源电流一般可取I 的1.5～2.0倍。
八、四相混合式步进电机与驱动器
四相混合式步进电机一般由两相驱动器来驱动，因此，连接时可以采用串联接法或并联接法将四相电机接成两相使用。
串联接法一般在电机转速较的场合使用，此时需要的驱动器输出电流为电机相电流的0.7倍，因而电机发热小；并联接法一般在电机转速较高的场合使用（又称高速接法），所需要的驱动器输出电流为电机相电流的1.4倍，因而电机发热较大。
九、为什么步进电机低速时可以正常运转
但若高于一定速度就无法启动,并伴有啸叫声
步进电机有一个技术参数：空载启动频率，即步进电机在空载情况下能够正常启动的脉冲频率，如果脉冲频率高于该值，电机不能正常启动，可能发生丢步或堵转。在有负载的情况下，启动频率应更低。如果要使电机达到高速转动，脉冲频率应该有加速过程，即启动频率较低，然后按一定加速度升到所希望的高频（电机转速从低速升到高速）。
十、有刷直流电机的调压变速
对于有刷直流电机来说，改变其供电电压，就会改变转子线圈中的电流从而改变在定子磁场中所受到的安培力，使转子的转矩发生变化，电机的转速随着转矩的增加而升高，随着转矩的减小而降低。这种方式称为调压变速。
十一、有刷电机是如何产生使其电枢旋转所需的旋转磁场
是电机自己完成这项工作的。在电机壳体上有一对180°分开的电刷，这对电刷通过两个换向器触点（金属板）将施加的电流引导到电枢线圈上; 每个金属板覆盖近180°的电枢。当电机转动时，电源，电刷，换向器金属板和两个电机线圈（绕组）之间的电流回路每转半圈就自动切换一次。
电枢的磁场与转子的磁场相互作用，转子的磁场可以通过电机本体上的固定线圈产生，也可以通过永磁体产生。当转子转动时，其磁场方向也要反转，从而电机保持转动，因为线圈产生的磁场的方向是一直切换的，并且被外部线圈或永磁体产生的磁场吸引/排斥。
一、BLDC无刷直流电机调速控制方式有哪些方法
1.外部模拟信号调速控制；
2.脉冲频率调速控制；
3.PWM调速控制；
4.内置电位器调速控制；
5.外接电位器调速。
二、无刷直流电机调速种类和原理是什么
直流电机调速一般采用脉冲宽度调制
即供电电压是宽度可调的脉冲电压。当脉冲最宽时，相当于直流电，功率最大，转速最高。脉冲宽度减小时，相当于直流电电压降低，功率及转速降低。
脉宽调制（PWM）是调整脉冲的宽度而不是频率。“脉冲宽了”指的是高电平时间长了，低电平时间短了，脉冲频率并没有变。脉宽调制并不是直接调整电机的速度，而是改变电机的功率或扭矩。扭矩大了，换向加快，转速就提高了。
三、怎样将直流无刷电机的旋转运动转化为直线运动
利用加丝杠，加一个编码器，形成闭环控制，如果一般定位使用，可以考虑使用步进电机，伺服电机也可以。伺服主要靠脉冲来定位，基本上可以这样理解，伺服电机接收到1个脉冲，就会旋转1个脉冲对应的角度，从而实现位移，因为，伺服电机本身具备发出脉冲的功能，所以伺服电机每旋转一个角度，都会发出对应数量的脉冲。关注珀尔电子
这样，和伺服电机接受的脉冲形成了呼应，或者叫闭环，如此一来，系统就会知道发了多少脉冲给伺服电机，同时又收了多少脉冲回来，这样，就能够很精确的控制电机的转动，从而实现精确的定位，可以达到0.001mm。
四、流无刷电机的极数怎么判断
1.如果使用CD系列驱动器，可以用ZERO命令(转子置零位)，使能驱动器，电流从定子繞组的C端流进，从B端流出，产生一个极数与转子磁场极数一样的定子磁场，该磁场的强弱可用IZERO设定。设定IZERO=5(电机连续电流的5%)，用手缓慢的转动转子一圈，每当转子的磁极对准定子的磁极（同性或异性），便有一次停顿。如果转子转动圈有2p次停顿，则该电机的极数为2p。
2.果使用没有转子置零位命令的驱动器，如S600/S300，可将驱动器设置为串行电流模式。
用电流指令T，给定一小电流，不足以使转子转动。用手缓慢的转动转子一圈，每当转子的磁极对准定子的磁极(同性或异性)，便有一次停顿 。如果转子转动一圈有2p次停顿，则该电机的极数为2p。设定正确的电动机极数对驱动器的运行相当重要。
五、改善无刷直流电机低速的方法
由于无刷直流电机在低速运行时，所测量的反电动势太小，此时需要考虑到二极管的正向压降造成反电动势的电压偏移，其将产生不平均分布的过零点。在此提出低速时的反电动势检测改善方法，在低速时可以使用一个前置补偿电路去改善反电动势检测效果。
六、获得无刷直流电机位置或速度的实时信息的方法
1.依靠霍耳元件或者码盘来获得位置、速度信号。
缺点:增加了器件成本，在无法加装传感器的时候无效。
2.无传感器(Sensorless)方法，现在主要有反电动势过零检测法、三次谐波分析法以及Kalman预测法。
缺点:局限于反电动势为梯形的BLDCM，而且有的需要加装特别的外部电路，在一些场合下无法实现:有的算法复杂，会造成较大的实时误差。
七、如何确定步进电机驱动器的直流供电电源
A.电压的确定
混合式步进电机驱动器的供电电源电压一般是一个较宽的范围（比如IM483的供电电压为12～48VDC），电源电压通常根据电机的工作转速和响应要求来选择。如果电机工作转速较高或响应要求较快，那么电压取值也高，但注意电源电压的纹波不能超过驱动器的最大输入电压，否则可能损坏驱动器。
B.电流的确定
供电电源电流一般根据驱动器的输出相电流I来确定。如果采用线性电源，电源电流一般可取I的1.1～1.3倍；如果采用开关电源，电源电流一般可取I 的1.5～2.0倍。
八、四相混合式步进电机与驱动器
四相混合式步进电机一般由两相驱动器来驱动，因此，连接时可以采用串联接法或并联接法将四相电机接成两相使用。
串联接法一般在电机转速较的场合使用，此时需要的驱动器输出电流为电机相电流的0.7倍，因而电机发热小；并联接法一般在电机转速较高的场合使用（又称高速接法），所需要的驱动器输出电流为电机相电流的1.4倍，因而电机发热较大。
九、为什么步进电机低速时可以正常运转
但若高于一定速度就无法启动,并伴有啸叫声
步进电机有一个技术参数：空载启动频率，即步进电机在空载情况下能够正常启动的脉冲频率，如果脉冲频率高于该值，电机不能正常启动，可能发生丢步或堵转。在有负载的情况下，启动频率应更低。如果要使电机达到高速转动，脉冲频率应该有加速过程，即启动频率较低，然后按一定加速度升到所希望的高频（电机转速从低速升到高速）。
十、有刷直流电机的调压变速
对于有刷直流电机来说，改变其供电电压，就会改变转子线圈中的电流从而改变在定子磁场中所受到的安培力，使转子的转矩发生变化，电机的转速随着转矩的增加而升高，随着转矩的减小而降低。这种方式称为调压变速。
十一、有刷电机是如何产生使其电枢旋转所需的旋转磁场
是电机自己完成这项工作的。在电机壳体上有一对180°分开的电刷，这对电刷通过两个换向器触点（金属板）将施加的电流引导到电枢线圈上; 每个金属板覆盖近180°的电枢。当电机转动时，电源，电刷，换向器金属板和两个电机线圈（绕组）之间的电流回路每转半圈就自动切换一次。
电枢的磁场与转子的磁场相互作用，转子的磁场可以通过电机本体上的固定线圈产生，也可以通过永磁体产生。当转子转动时，其磁场方向也要反转，从而电机保持转动，因为线圈产生的磁场的方向是一直切换的，并且被外部线圈或永磁体产生的磁场吸引/排斥。
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