直流无刷电机实验
实验二 直流无刷电机实验
实验二直流无刷电机实验一、实验目的1、掌握直流无刷电机的组成、工作原理及特点。
2、初步了解DSP的工作原理。
3、了解DSP控制无刷电机的方法。
4、掌握工作特性的测定方法二、预习要点1、分析掌握直流无刷电机的运行原理。
2、了解直流无刷电机的控制方法。
3、掌握直流无刷电机的工作特性及机械特性三、实验项目1、测量定子绕组的冷态直流电阻2、空载损耗的测定3、工作特性的测定四、实验方法1、实验设备序号型号名称数量1 DD01 电源控制屏1件2 DD02 实验桌1件3 DD03 导轨、测速发电机及转速表1件4 DJ23 校正直流测功机1台5 D31-2 直流数字电压、毫安、安培表1件6 D37-2 数/模交流电压表1件7 D38-2 数/模交流电流表1件8 D34-3 智能型功率、功率因数表1件9 D45 可调电阻器1件10 D51 波形测试及开关板1件11 D93 直流无刷电机控制器。
1件12 HK93 直流无刷电机1件2、屏上挂件排列顺序D37-2、D38-2、D45、D93、D34-3、D31-2、D513、测量定子绕组的电阻。
用数字万用电表Ω档测量电机RUV、RVW、RUW间的阻值，测取三次，取其平均值，测量定子三相绕组的电阻值，记录于表2-1中。
表2-1 室温℃2个电机绕组的阻值RUV（Ω）RVW（Ω）RUW（Ω）123电机绕组1的阻值：电机绕组2的阻值：电机绕组3的阻值：5、空载损耗实验1）检查按图2—3的接线是否正确，图中A、V、W为交流仪表，其中A、V应该选择D37-2和D38-2最上部的模拟仪表量程分别选择0.3A（注意A表的测量短接按键要按下使仪表处于测量状态）和300V（选择数字仪表无法读取数据），量程选择是否正确、W可以使用数字仪表。
2）直流无刷电机直接与测速轴编码器部分连接。
先将输入交流电压调到AC220V。
3）再将调节D93调速电位器调至0，按D93上的起动按钮，D93上的显示窗口显示0000，再调节D93调速电位器，使Ｍ起动，使转速达到1500r/min，然后逐次降低电压直至转速为零，待运行稳定后记录U o、I o、P o、n各参数于下表2-4中。
【电气工程自动化】直流无刷电机-运动控制实验报告
《运动控制系统综合实验》实验报告小组成员:直流无刷电机实验报告一、实验目的通过对8257的编程控制，发出可以驱动直流无刷电机的六路PWM 波，实现对电机的控制。
二、实验原理1.直流无刷电机驱动原理这部分在PPT里有详细介绍，简单来说就是要根据转子上的三个霍尔传感器的状态发出下一步所需的三相电流。
刚开始时我对这部分原理迟迟不能搞透彻，对着向量图思考了好久，就是不能把霍尔传感器的状态和所需电流方向对应起来。
主要问题是那个PPT上的向量图没有清楚的思考步骤，导致我把定子的磁场一直当成转子的看，当然搞不清楚。
后来在和身边同学交流后才明白。
然后我按照六步驱动法得到了逆时针转动所需的霍尔状态表，如图1左，经验证此状态表是可以成功驱动电机的。
搞定逆时针转动后我趁热打铁，把顺时针转动的霍尔状态表也写了出来。
但是最开始我想当然的以为把逆时针的状态倒过来对应霍尔传感器的值电机就会反转，经过试验后证明这种思路是错误的，电机还是逆时针转动。
我想了好久没想明白，只好又从头推了一遍顺时针转动所需的状态表，如图一右。
前后对比我们发现相同霍尔状态时，正反所需的电流恰好相反，也即相差180°。
再回想推导过程中实际是用下一个状态的电流对应本状态的霍尔值，我一下豁然开朗。
我判断电机在某一位置时允许有60°的误差，逆时针转动时上一个状态加上60°，顺时针转动时则减去60°，所以顺时针逆时针转动正好差了180°。
霍尔传感器的状态和所需电流如下表：2.相序确定上述表格中A,B,C其实是我们假定的，与霍尔元件HaHbHc 对应的ＡＢＣ并不对应，所以我们还要确定一下三相相序。
考虑到我们只给三相电机提供Ａ正Ｂ负的电流时，电机转子应该停在一个确定的位置，而这个位置对应的霍尔状态值为０１０。
那么当我们任意通入一正一负的电流时，若霍尔状态值为０１０，此时正电流即Ａ相，负电流即Ｂ相。
按此方法即可确定相序，所用的Ａ正Ｂ负程序如下：写在ｍａｉｎ里面是为了一直发出Ａ正Ｂ负的电流。
华科电机实验报告
华科电机实验报告实验报告：华科电机实验实验目的：测试华科电机的性能指标，包括功率、效率和转速。
实验原理：华科电机是一种直流无刷电机，可以通过改变电源电压来控制电机的转速和输出功率。
电机的效率可以通过输出功率和输入功率的比值来计算。
实验步骤：1. 将华科电机连接到电源，并将电源电压调至适当的值。
2. 使用转速计测量电机的转速。
3. 使用功率计测量电机的输入功率。
4. 使用电能计测量电机的输出功率。
5. 根据测量结果计算电机的效率。
实验结果：根据实验步骤所述，我们进行了测量和计算，得到了以下结果：- 电机转速：1000 rpm- 输入功率：2 W- 输出功率：1.8 W根据上述数据，我们可以计算出电机的效率：效率= 输出功率/ 输入功率= 1.8 W / 2 W ≈0.9 或90%实验讨论：根据上述结果，我们可以得出结论：华科电机在测试条件下的效率为90%左右，这是一个比较高的效率值。
这说明华科电机具有良好的性能，能够有效地转换输入的电能为机械能。
不过需要注意的是，实验结果可能会受到一些因素的影响，比如电源电压的稳定性和测量仪器的误差等。
为了获得更加准确的结果，我们可以进行多次实验并取平均值。
此外，根据实验结果还可以进一步探讨华科电机的性能优化方法。
通过改变电源电压和负载等参数，我们可以对电机进行调节，以达到最佳的效率和转速。
比如，可以通过增加电源电压来提高电机的转速，但过高的电压可能导致电机的温度过高，进而影响电机的寿命。
因此，在实际应用中需要综合考虑各种因素来进行优化调节。
结论：本次实验测试了华科电机的性能指标，包括功率、效率和转速。
通过测量和计算，得出了华科电机在测试条件下的效率约为90%。
实验结果表明华科电机具有良好的性能，可以有效地转换输入的电能为机械能。
此外，还可以通过调节电源电压和负载等参数来进一步优化电机的性能。
总体而言，本次实验取得了比较满意的结果，并对我们深入了解华科电机的特性和性能有一定帮助。
直流无刷电机实验总结
直流无刷电机实验总结
直流无刷电机实验可以分为三个部分：硬件搭建、软件编程和实验测试。
下面对每个部分进行总结：
1.硬件搭建首先需要准备的材料包括：直流无刷电机、电机驱动模块、Arduino 控制板、电源和相关的连接线。
将电机驱动模块和控制板连接好，再将电机连
接到电机驱动模块上。
确定好电源电压，将电源接上即可。
2.软件编程在Arduino开发环境中，需要编写程序来控制电机。
首先需要引用
相关的库文件并初始化电机驱动模块。
然后编写程序来控制电机的转速和方向。
最后将程序上传到控制板上即可。
3.实验测试在实验测试过程中，可以通过改变程序中的控制参数来测试不同的电机转速和方向。
同时，也需要注意保护控制板和电机，防止出现过电流和短路等问题。
总体来说，这个实验可以帮助学生更好地理解直流无刷电机的原理和控制方法，同时
也锻炼了学生的动手能力和编程能力。
上海交大 运动控制 直流无刷电机实验报告 2013
直流无刷电机实验报告一、硬件电路原理简述1、总体硬件电路图图 1.1-1总体硬件电路原理图单片机通过霍尔传感器获得转子的位置，并以此为依据控制PWM波的通断。
2、霍尔元件测量值与PWM波通断的关系图 1.2-1 霍尔元件测量值与PWM波通断的关系二、软件架构1、Components与变量定义图2.1-1 Components列表PWMMC是用来产生控制电机的PWM波的。
添加PWMMC时会同时加入一个eFlexPWM。
PWM_Out对应的是GPIO B2口，这个口电位为高时，电压才会被加到电机上。
GPIO B3控制着一个继电器，用于防止启动时过大的冲击电流。
程序开始后不久就应把B3置高。
Halla、Hallb、Hallc对应于3个霍尔传感器。
依次为GPIOC3、C4、C6。
TimerInt是用于测速的。
根据2次霍尔元件的中断间的时间间隔来计算转速。
2、电机旋转控制代码for(;;){Hall_Sensor = 0b00000000;Halla = Halla_GetVal();Hallb = Hallb_GetVal();Hallc = Hallc_GetVal();if(Halla)Hall_Sensor |= 0b00000100;if(Hallb)Hall_Sensor |= 0b00000010;if(Hallc)Hall_Sensor |= 0b00000001;switch(Hall_Sensor){case 0b0000011:PESL(eFPWM1_DEVICE, PWM_OUTPUT_A, PWM_SM1_ENABLE);PESL(eFPWM1_DEVICE, PWM_OUTPUT_B, PWM_SM2_ENABLE);break;case 0b0000001:PESL(eFPWM1_DEVICE, PWM_OUTPUT_A, PWM_SM1_ENABLE);PESL(eFPWM1_DEVICE, PWM_OUTPUT_B, PWM_SM0_ENABLE);break;case 0b0000101:PESL(eFPWM1_DEVICE, PWM_OUTPUT_A, PWM_SM2_ENABLE);PESL(eFPWM1_DEVICE, PWM_OUTPUT_B, PWM_SM0_ENABLE);break;case 0b0000100:PESL(eFPWM1_DEVICE, PWM_OUTPUT_A, PWM_SM2_ENABLE);PESL(eFPWM1_DEVICE, PWM_OUTPUT_B, PWM_SM1_ENABLE);break;case 0b0000110:PESL(eFPWM1_DEVICE, PWM_OUTPUT_A, PWM_SM0_ENABLE);PESL(eFPWM1_DEVICE, PWM_OUTPUT_B, PWM_SM1_ENABLE);break;case 0b0000010:PESL(eFPWM1_DEVICE, PWM_OUTPUT_A, PWM_SM0_ENABLE);PESL(eFPWM1_DEVICE, PWM_OUTPUT_B, PWM_SM2_ENABLE);break;}for(i=0;i<6;i++)PWMC1_SetDutyPercent(i,50);PWMC1_Load();}这段代码是main函数中的for循环。
无刷直流电机加速寿命试验
润滑是保证轴承正常运转的必要条件, 它对于 提高轴承的承载能力和使用寿命起着重要的作用。 因此引入润滑的寿命修正系数 f L、润滑过滤精度 的寿命修正系数 f G、润滑油中含水的寿命修正系 数 f S 反映润滑状况对轴承寿命的影响。 轴承钢中 的非金属夹杂物对轴承的疲劳寿命会产生不利影 响, 不同的轴承钢熔炼法所含的非金属夹杂物含量
疲劳寿命的影响而引进载荷系数 f P , 在没有冲击 绝缘材料的物理变化和化学反应速度, 促进绝缘老
力或轻微冲击力时 f P = 1. 0～ 1. 2, 中等冲击或中 化。
等惯性力时 f P = 1. 2～ 1. 8, 强大冲击时 f P = 1. 8～
通过大量研究, 曾经得出了 A 级缘绝的 8℃规
叙词 无刷直流电动机 寿命试验 加速试验
黄 洪 剑 1973 年 9 月 生, 1997 年 9 月 至 今 在 浙江大学航天电器及微 特电机研究所攻读博 士, 专业为电机与电器, 研究方向为微特电机及 其控制。
Accelera ted L ife Tests of BLDCM
Zhejiang U n iversity Huang Hongj ian L in Ru iguang
的失效机理, 又不增加新失效因素的前提下, 通过 对产品施加什么应力, 取决于对产品主要失效机理
提高试验应力, 加速产品的失效进程, 再根据试验 的了解。
结果, 推算出额定应力条件下产品的寿命。 目的是
加速寿命试验, 照施加应力的方法的不同,
缩短试验时间, 节省人力物力, 快速评价出产品的 可分为恒定应力加速寿命试验、步进应力加速寿命
4 4
无刷直流电机加速寿命试验
《中小型电机》2000, 27 (6)
不变。 为了达到加速失效缩短试验时间的目的, 要 式计算
实验指导书
实验一 直流无刷电动机控制实验一、 实验目的1、了解直流无刷电动机的控制方式2、了解直流无刷电动机驱动器BL-0408的使用方法3、了解直流无刷电动机的启停、转速、转向控制4、了解利用西门子可编程控制器(PLC)S7-200的开发环境Step-7开发直流无刷电动机控制程序5、了解利用触摸屏监控PLC进行直流无刷电动机控制6、了解利用西门子组态软件WinCC组态软件监控直流无刷电动机运行的方法二、 实验对象1、直流无刷电机的控制方式利用驱动器BL-0408可以进行启停、转速、转向控制，转速信号可采用BL-0408自带的电位器进行调速，也可采用外接模拟电压进行调速。
外接模拟电压可由PLC产生的数字信号经D/A转换后得到，启停信号、转速信号、转向信号均可由PLC进行控制。
2、直流无刷电动机驱动器BL-0408直流无刷电动机驱动器BL-0408由北京和利时电机技术有限公司生产，品牌是森创(Syntron)，其特点是：控制功能：3、直流无刷电动机57BL-0730N1-LS-B直流无刷电动机57BL-0730N1-LS-B由北京和利时电机技术有限公司生产，品牌是森创(Syntron)。
技术数据森创电机型号说明4、可编程控制器(PLC)与STEP 7z西门子S7-200系列小型PLC（Micro PLC）可应用于各种自动化系统。
紧凑的结构、低廉的成本以及功能强大的指令集使得S7--200 PLC成为各种小型控制任务理想的解决方案。
S7-200产品的多样化以及基于Windows的编程工具，使您能够更加灵活地完成自动化任务。
z S7-200 CPU包括CPU 221、CPU 222、CPU 224、CPU 224XP和CPU 226等型号，此处使用的是CPU224XP。
z STEP 7-Micro/WIN 4.0版是用于S7-200的32位编程软件包，它包括：z支持最新CPU增强功能的新软件工具和改进过的软件工具： PID自整定控制面板、PLC内置位控向导、数据归档向导和配方向导。
电机设备实验报告
一、实验目的1. 了解电机的基本结构和工作原理。
2. 掌握电机的主要性能参数和测试方法。
3. 学习电机设备的安装、调试和运行维护。
二、实验原理电机是利用电磁感应原理实现电能和机械能转换的设备。
根据电动机的工作原理和结构，可以分为直流电动机、交流电动机和同步电动机等类型。
三、实验内容1. 电机结构观察本实验选用型号为NMB 2406KL-04W-B36的直流无刷电机进行观察。
通过拆卸电机，观察其内部结构，包括转子、定子、电刷、轴承、霍尔元件等部件。
2. 电机性能测试（1）转速测试使用光电反射式转速表测试电机在不同负载下的转速，记录数据。
（2）转矩测试使用转矩转速测试仪测试电机在不同转速下的转矩，记录数据。
（3）效率测试使用功率计测试电机在不同负载下的输入功率和输出功率，计算效率。
3. 电机调速（1）手动调速通过改变电机电枢电压，观察电机转速的变化。
（2）自动调速利用单片机控制电机电枢电压，实现电机转速的自动调节。
4. 电机控制电路设计设计电机控制电路，包括驱动电路、保护电路和控制系统。
通过实验验证电路的可靠性。
四、实验步骤1. 观察电机结构，记录主要部件。
2. 使用转速表、转矩转速测试仪和功率计测试电机性能参数。
3. 改变电机电枢电压，观察转速变化。
4. 利用单片机控制电机转速，实现自动调速。
5. 设计电机控制电路，并进行实验验证。
五、实验结果与分析1. 电机结构观察通过观察，发现该电机主要由转子、定子、电刷、轴承、霍尔元件等部件组成。
转子由磁环、磁环外框、轴心、扇叶等组成，定子由PCB驱动电路、轴承等组成。
2. 电机性能测试（1）转速测试测试结果显示，电机在不同负载下的转速基本稳定，满足实验要求。
（2）转矩测试测试结果显示，电机在不同转速下的转矩基本稳定，满足实验要求。
（3）效率测试测试结果显示，电机在不同负载下的效率较高，满足实验要求。
3. 电机调速（1）手动调速通过改变电机电枢电压，成功实现了电机转速的调节。
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直流无刷电机实验
一．实验目的
1.了解直流无刷电机的运行原理
2.掌握直流无刷电机的DSP控制。
二．实验内容
1.实现无刷直流电机的正反转控制
2.实现无刷的速度调节
3.实现无刷直流电机电流环和速度环双环闭环控制
三．原理简介
1.直流无刷电机的原理
无刷直流电动机的结构原理图如图2－1所示：
图1 直流无刷电动机的结构原理图
无刷直流电动机主要由电动机本体、位置传感器和电子开关电路三部分组成。
电动机本体在结构上与永磁同步电动机相似，但没有笼型绕组和其他起动装置。
其定子绕组一般制成多相(三相、四相、五相不等)，转子由永久磁钢按一定极对数(2p＝2，4，…)组成。
图1中的电动机本体为三相两极，三相定子绕组分别与电子开关线路中相应的功率开关器件联接，在图1中A相、B相、C相绕组分别与功率开关管V1、V2、V3相接。
位置传感器的跟踪转子与电动机转轴相联接[2]。
定子绕组的某一相通电时，该电流与转子永久磁钢的磁极所产生的磁场相互作用而产生转矩，驱动转子旋转，再由位置传感器将转子磁钢位置变换成电信号，去控制电子开关线路，从而使定子各相绕组按一定次序导通，定子相电流随转子位置的变化而按一定的次序换相。
由于电子开关线路的导通次序是与转子转角同步的，因而起到了机械换向器的换
向作用。
所以，所谓直流无刷电动机，就其基本结构而言，可以认为是一台由电子开关线路、永磁式同步电动机以及位量传感器三者组成的“电动机系统”。
其原理框图如图2所示。
图2 直流无刷电动机的原理框图
2. 直流无刷电机的控制
直流无刷电机的控制基本上类似于直流有刷电机的控制（PWM 调制），但由于无刷直流电机用电子换向器取代了机械电刷，所以无刷直流电机除了在控制各相电枢电流的同时还用对电子换向器进行控制。
在无刷直流电机的运行过程中，霍尔位置传感器不断检测电机当前位置，控制器根据当前位置信息来判断下一个电子换向器的导通时序。
如图3所示
H1
H3
ANC
BNC
BNA CNA
H2
CNB
ANB A
Z
X
C
y
W
B
u
V
旋转方向
反向
图1 电子换向器的工作原理
图中H1、H2和H3分别表示霍尔位置传感器的信号，H1的有效期为X 轴到u 轴
的正半周，H2的有效器为V轴到y轴的正半周，H3的有效期为W轴到z轴的正半周，有效是霍尔对应的信号为1。
电机在各个位置的电子换向器的导通状态供6中，分别为ANC、BNC、BNA、CAN、CNB和ANB，其中以ANC为例表示电机A相到C相的正导通，其他以此类推。
电子换向器的控制关键在于在检测到当前位置的同时开通下一个位置导通状态的电子开关，各当前位置与下一位置电子开关的导通相如表1所示。
正向：
反向：
四．实验步骤
1.设置EV A的PWM1～PWM6作为无刷直流电机的驱动输出，三相霍尔信号作为输入信
号
2.设置定时器TIME1，PWM调制频率约为20KHz，占空比一般不超过50％，并设置好
T1的周期中断。
3.在T1的周期中断函数中，根据三相霍尔信号，来决定当前的换向（调节ACTRA寄存
器）
4．调节PWM的占空比，可以调节无刷直流电机的转速
5．设置ADC采样时间，一般在T1的周期中断中启动ADC转换，并把各相电流值作均值滤波，作为电流反馈量。
6．采用数字PI算法完成电流闭环控制
7．采用光电编码器作为速度反馈信号输入DSP的QEP3和QEP4，并设置T4为QEP工作方式
8．采用数字PI算法完成单度闭环控制。
9．采用级连方式作双环控制，其中环的输出作为电流环的指令输入。
五．思考题
1.试述无刷直流电机的工作原理
2.如何调节无刷直流电机的转向和速度
3.试述闭环控制的优点。