news 2026/11/3 2:01:35

从0开始搭建BLDC六步换相代码(一)

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张小明

前端开发工程师

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从0开始搭建BLDC六步换相代码(一)

本篇文章主要关注点不在细节,重在了解整体的开发流程,框架,需要涉及的哪些方面。至于某个点的细节,可以自行AI或者网站寻求。

一、BLDC背景知识:

电机构造:定子、转子、霍尔、极对数、槽数

转子:转动的,电机转子是永磁体,也就是NS磁铁,它会带动轴转动;由定子线槽磁场方向的改变,根据异性相吸同性相斥,从而带动转子运动;

定子:固定不动的,缠了铜材质的漆包线螺线管;通过改变电的方向,从而改变磁场的方向(右手螺旋);

霍尔:检测永磁体转子是N还是S,三个霍尔按照指定方式安装,得到的霍尔值能够对应转子处在哪个位置,从而确定是否需要改变定子线槽的通电方向;

极对数:转子有几组NS组合,2对级就是2个NS,它把360分成两份(怎么理解这句话:1对级的话外部转子实体转一圈360机械角度,电角度正好也是360度,电角度:即任意选一个固定点,这点的磁场变化,N到S是180度电角度,如果是2对级,就相当于把360机械分成了两份,一份180度机械角度对应一份360电角度。这是个人理解,完全可以忽略)只要记住:电角度=机械角度*极对数。https://blog.csdn.net/weixin_39257775/article/details/149242605?spm=1001.2014.3001.5501

槽数:就是有几个线圈,暂时用不到,可以忽略。不管一个相有几个线槽,同一相的线槽产生的磁场是一样的方向,一样的朝向

以上背景只是为了更好的理解实际,关注用途就好,不需要太细,够用就好。

图片参考链接:

https://www.bilibili.com/video/BV1VFb5zDEqy/?spm_id_from=333.788.videopod.episodes&vd_source=f3bb7d893a2fe2c4e2dd92859d854a20&p=2

https://www.bilibili.com/video/BV1hp4y137Ek/?spm_id_from=333.1387.search.video_card.click&vd_source=f3bb7d893a2fe2c4e2dd92859d854a20

二、六步换相:

以下是纯个人理解,如有不准确的地方麻烦指正。主要点就是理解电气角度,即磁场的方向,当成向量去理解。

首先明确一个:三个霍尔在电机的安装有一定要求,按照这个要求,得出的霍尔值,能够知道电机转子的状态位置,再根据是正转或反转的需求,改变线圈通电的方向,产生不同的NS磁场,从而带动转子运转,一直这么持续操作,转子就转起来了。

霍尔的正确安装后(120度电角度安装),一定呈现的是两同一异的结果(110 001 010等),不会有000或111的状态,所以会有六种状态。

六种状态后,又是一个循环,即一个360度电气角度就是一个六步。所以一个换相是60度电气角度。(为什么是电气角度,可以这么理解霍尔就是检测NS磁极的)

霍尔的六种组合,根据正反转的要求,UVW也拿六种组合与霍尔对应。UVW的六种组合,每种组合的合成磁场之间,就是60度一个跨度,正好磁场一圈电气360角度,

根本原因:电机的三相是按照120度电气角度安装,两两导通,他们的合成磁场方向正好就是6个扇区。电气角度就是磁场方向的角度,N到S是180度,中间朝向就有120度。

这里面有个不好理解的地方就是:霍尔的安装,得到霍尔的三个状态值,每一种状态值是60电角度,与三相120度链接,两两导通后,线圈产生的磁场方向。(草稿先发一波看有没有人看,更新中)

霍尔安装按照电气角度120度安装,到底是什么意思,1对级的时候怎么装,2对级怎么装,4对级要怎么安装,120电角度指的啥意思,如何确定是120度电气角度?(我尝试了很多操作,想彻底搞明白这个,但还是有点模棱两可,这个120电气角度不是直观观测的,而是通过示波器的波形确定出来的)

总结:直接记住结论也可以,就是三个霍尔,六种状态,六种对应的UVW两两选择导通。

另外一种理解:(图片来自 bilibil孟小熊1997的视频)

工作时:三相中有两相会通电,所以一共有六种情况,六种情况正好就是磁场旋转一圈。所以是6步骤,霍尔要准确的检测出这六种状态。是先有这六种状态再有霍尔的检测。

以下图片均非出自本人,我会尽量贴出网址,由于查看资料多而杂没有一一都详细记录来源(如果原创作者本人的资料不希望被引用,可以留言我添加或删除)

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