作为电机职业的“新人”， 无刷电机是实至名归的后起之秀，以狂浪之势涌入医疗，工业操控，消费电子和轿车电子等高精度操控职业，“无刷“是不是未来电机职业的开展趋势?本文以事例的方法扒一扒无刷电机那些事!
近年来，无刷电机在医疗，工业操控，消费电子和轿车电子等高精度操控职业广泛使用，无刷电机功用的好坏很大程度上取决于电机驱动器，研制阶段，工程师怎么凭仗示波器快速、快捷、实在的对驱动器信号进行剖析?本文首要介绍ZDS4054Plus数椐发掘型示波器对电机驱动器的典型测验及事例剖析。
一、直流无刷电机介绍
跟着电力电子的开展和新式永磁资料的呈现，无刷直流电机得到了迅速开展，无刷直流电机经过电子器件完成了电机的换相，替代了传统的机械电刷和换相器。其由电动机主体和驱动器组成，是一种典型的机电一体化产品。 电动机的定子绕组多做成三相对称星形接法，同三相异步电动机十分相似。电动机的转子上粘有已充磁的永磁体，为了检测电动机转子的极性，在电动机内装有方位传感器。驱动器由功率电子器件和集成电路等构成，其功用是：承受电动机的发动、中止、制动信号，以操控电动机的发动、中止和制动;承受方位传感器信号和正回转信号，用来操控逆变桥各功率管的通断，产生接连转矩;承受速度指令和速度反应信号，用来操控和调整转速;供给维护和显现等。无刷电机凭仗噪声低、寿命长、转速高、体积小、动态功用好、输出力矩大、规划简洁等特色，在医疗、工业操控、消费电子、电动工具、电动车等范畴广泛使用。
二、无刷电机的作业原理
首要，看一下无刷电机驱动器的框图，如下：
有上图可知，MCU经过装备寄存器输出六路PWM仅仅操控信号，其最高电压也只要5V，不能直接驱动电机，而是经过操控功率管的开关来使电机运转，驱动电路一般是由多个MOSFET组成的驱动桥和电机驱动桥功率管构成。无刷电机的换向是换相是依托转子方位的检测进行的，其间有感驱动方法是使用霍尔传感器检测转子方位的，无感驱动方法是经过检测和核算无刷电机滚动进程中的电流、电压等参数改变，估测转子方位，从而进行换相的。
换向原理
无刷电机内部装置有霍尔传感器，其可以依据转子不同方位时的不同磁场方向散布状况，而给出1或0的输出信号，三个传感器均匀装置，在360度的电视点上产生6次翻转电平，每次相差60度电视点，依据三个传感器的信号编码测出转子的方位，这便是常用的有感驱动方法。别的，无感驱动方法是经过检测和核算无刷电机滚动进程中的电流、电压等参数改变，估测转子方位，从而进行换相的。
驱动电路作业原理
驱动电路简化图
图中Q1到Q6为功率场效应管，当需求AB相导通时，只需求翻开Q1, Q4管，而使其他管坚持截止。此刻，电流的流经途径为：正极→Q1→线圈A→绕组B→Q4→负极。MCU给Q1的栅极是PWM信号，而给Q4的栅极是常开信号，这样你就可以经过操控Q1输入端的PWM信号占空比来操控驱动电机的有用电压。其他五步换导游通也是这样。实测各相波形如下：
各相电压波形实测作用
三、ZDS4054Plus的实测使用与剖析
针对上述无刷电机驱动器的PWM信号剖析，ZDS4054Plus示波器又有哪些新的测验体会呢?
512Mpts大数椐存储
针对事例中无刷电机的驱动电压，工程师在调查PWM信号时，若信号中呈现反常，则难以经过触发方法触发，需求在大时基下，经过缩放形式剖析包络内的信号，(在缩放窗口调查波形细节)，PWM信号频率几十K以上，需求确保较高的采样率，一起PWM信号还随同有电流、编码器等载波信号，需求多个通道别离调查，从波形时刻、采样率、多通道三方面看，都需求大存储。图1为无刷电机PWM驱动信号，在存储深度设为350M时，捕获7S的波形，采样率仍然高达50M Sa/s，确保了波形不失真。由公式：存储深度=波形时刻*采样率可知，ZDS4000系列示波器标配512Mpts存储深度，确保在捕获长时刻波形一起坚持高采样率。
双ZOOM形式+智能标示
如上图，在捕获较长时刻的波形后，怎么对PWM驱动信号或反常信号进行剖析呢?别的，在工业伺服使用方面，在不同的工况下，在切换不同负载的时分，对应不一起间的驱动器波形改变或出反常信号，整个负载切换到安稳的进程时刻较长，也需求在大存储深度下，观看波形细节，针对上述状况，ZDS4000系列示波器在确保大存储深度的状况下，支撑双ZOOM缩放形式，可以为两个缩放窗口别离设置系数，合作智能标示功用，对恣意处感兴趣的信号进行标示。图中为对PWM驱动信号，主时基内的波形在两个ZOOM窗口别离扩大，ZOOM1为PWM周期信号，ZOOM2为PWM某一尖峰的振动波形，在大存储深度的确保下，采样率50M Sa/s，确保了波形细节的实在性。一起，合作智能标示功用，如在主时基上做一标示，在ZOOM1、ZOOM2上可以快速找到标示点，可看到ZOOM1中标示点——PWM的第3个尖峰，在ZOOM2中可查看到尖峰的振动状况及幅值。
四、总结
ZDS4000系列数椐发掘型示波器，凭仗512M深存储、双ZOOM形式、模板触发、FIR硬件滤波和智能标定等功用，可以快速、实在定位剖析无刷电机驱动器的反常波形，为无刷电机职业的波形调试供给完美解决方案!
