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研究电调是如何让无刷电机发声的

最近对无刷电机的FOC控制比较感兴趣，在研究FOC之前，我接上了大疆的420LITE。

▲本次测试的电调

由于没有接PWM信号，此时的电机是停止的，并且有间歇提示音。于是我接上了示波器的3个探头。幸亏我现在有4通道示波器了，双通道还真搞不定。这篇文章旨在记录下测试数据，方便以后开发时借鉴。

▲3相输出使用示波器3个探头

首先使用示波器滚屏功能看一看声音间歇规律。通过波形可以看出，声音是报警410ms,间歇120ms。

▲间歇报警

下面看一下声音的频率。大约870Hz左右。800Hz是中低音的分频点,所以这是一个中频信号，人耳听着并不刺耳。

▲声音频率870Hz

我好奇的是电机并没有转到，那看看三相是如何工作的呢？我继续放大波形。首先紫蓝通电10us,再反向通电6us,最后紫绿通电10us。这也可能是矢量算法。后面等我研究完FOC控制算法后再告诉大家。

▲电机的3个线圈电压波形

▲一个完整的信号周期

▲一个完整信号的放大图

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ltjltjltj
LV.1
2
2021-03-13 09:27
这个技术可以,把蜂鸣器都省了
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雅兄
3
2021-03-13 11:51
@ltjltjltj
这个技术可以,把蜂鸣器都省了
昨天想了想，之所以音频定在870Hz，可能还是因为电机外壳太重，频率高了不容易响。
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雅兄
4
2021-03-14 18:57

根据大疆的MOS驱动封装，找到一个封装一样的芯片，引脚兼容，用于分析。这个芯片就是MIC4604,半桥驱动。

当电机去掉后，只有B相有高电平脉宽。

CH4为HI脚电平，CH1为HS脚电平。CH1的斜坡是上下管悬空的自放电。突然变到0是因为此时下管给了一个200nS加速放电脉宽。同时，这个下拉能给自举电容很好的充电。为B通道变高提供条件。

其他两相只有下管有对应脉冲（测量的LI）。脉冲宽度10uS。

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雅兄
5
2021-03-14 19:50

最后总结：可以用一幅图表示出来。

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打你不许哭
LV.6
6
2021-03-15 17:58
@雅兄
最后总结：可以用一幅图表示出来。[图片]
很实用的帖子  
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XHH9062
LV.9
7
2021-03-20 20:42
可以哇，还没接触过电调部分，跟大佬学习
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电源DIY_无风无雨
LV.4
8
2021-03-20 21:12
电调看着没多少东西，细研究起来大有学问，涨知识！
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飞翔2004
LV.10
9
2021-03-22 17:21
@雅兄
最后总结：可以用一幅图表示出来。[图片]
有没有FOC控制的资料，学习下。。。
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雅兄
10
2021-03-23 07:48
@飞翔2004
有没有FOC控制的资料，学习下。。。

有一个开源的套件可以了解一下：ODvrve。




这是原理图：


/upload/community/2021/03/23/1616457165-82993.pdf


源代码我还在看，用到的知识有C++，FreeRTOS,usb总线,CAN总线,STM32F405，矢量算法等，后面几个我也是刚接触，读起来很吃力。编译环境也全是开源的GCC编译器，略微懂一点LINUX及Markfile会好很多。正如8楼所说，知识点太多，研究起来大有学问，研究会了在嵌入式界也算可以了。


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ZH电子达人
LV.1
11
2021-03-23 11:35
4通道示波器是个好东西，分析的比较全面，可惜我只有2个通道的，看来工具还是很重要的。
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www297743
LV.1
12
2021-03-23 15:29
工具不齐，可以想办法到办公室去搞啊，公司的东西应该比较齐全的
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zhanceshen
LV.2
13
2021-03-23 21:35
感谢楼主的精彩分享，电调应用还是很广泛的，学习了
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k6666
LV.9
14
2021-03-24 14:51
@雅兄
有一个开源的套件可以了解一下：ODvrve。[图片][图片][图片]这是原理图：/upload/community/2021/03/23/1616457165-82993.pdf源代码我还在看，用到的知识有C++，FreeRTOS,usb总线,CAN总线,STM32F405，矢量算法等，后面几个我也是刚接触，读起来很吃力。编译环境也全是开源的GCC编译器，略微懂一点LINUX及Markfile会好很多。正如8楼所说，知识点太多，研究起来大有学问，研究会了在嵌入式界也算可以了。
楼主到时候看完源代码给普及下电调的算法，学习下，静候更新。
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boy59
LV.9
15
2021-03-24 16:46
@雅兄
有一个开源的套件可以了解一下：ODvrve。[图片][图片][图片]这是原理图：/upload/community/2021/03/23/1616457165-82993.pdf源代码我还在看，用到的知识有C++，FreeRTOS,usb总线,CAN总线,STM32F405，矢量算法等，后面几个我也是刚接触，读起来很吃力。编译环境也全是开源的GCC编译器，略微懂一点LINUX及Markfile会好很多。正如8楼所说，知识点太多，研究起来大有学问，研究会了在嵌入式界也算可以了。
嵌入界…… 学习了！
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雅兄
16
2021-03-25 08:27
@k6666
楼主到时候看完源代码给普及下电调的算法，学习下，静候更新。

新唐的M483开发板已买，M4F核，STC32F405现在太贵了。


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yujunice
LV.5
17
2021-03-25 11:38
@zhanceshen
感谢楼主的精彩分享，电调应用还是很广泛的，学习了
电机发声原理，那一个是正确的啊？1,由于线圈上通电后，定子铁芯中的硅钢片受到磁场的作用力，会向一个方向运  动;当电断掉后，硅钢片又会回到原来的位置，如此以一定的频率通电断电、硅钢片就会往复振动，当振动频率在20Hz~ 20000Hz内时，就会发出人耳能听到的音频了  2,另一种理论认为，发出声音的是振动的转子:我们在用手去转动无刷电机转子  的时候，是不是有明显的一格格的感觉? 从第章的分析知道， 磁路总是倾向与走磁阻最小的通路，所以转子在平时静止时的位置，肯定是磁阻最小的位置，如果你用手去拨动转子，等于打破了原来的平衡，肯定要受到阻力，转子总是倾向于回到它原来磁阻最小时的位置。因此，如果对线圈通电，转子受力会向一个方向运动;若通电时间很短，当断电时，转子又会回到它原来的平衡位置，如此也能造成振动效果而发出声音。
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lihui710884923
LV.9
18
2021-03-26 15:27
@yujunice
电机发声原理，那一个是正确的啊？1,由于线圈上通电后，定子铁芯中的硅钢片受到磁场的作用力，会向一个方向运  动;当电断掉后，硅钢片又会回到原来的位置，如此以一定的频率通电断电、硅钢片就会往复振动，当振动频率在20Hz~20000Hz内时，就会发出人耳能听到的音频了  2,另一种理论认为，发出声音的是振动的转子:我们在用手去转动无刷电机转子  的时候，是不是有明显的一格格的感觉?从第章的分析知道，磁路总是倾向与走磁阻最小的通路，所以转子在平时静止时的位置，肯定是磁阻最小的位置，如果你用手去拨动转子，等于打破了原来的平衡，肯定要受到阻力，转子总是倾向于回到它原来磁阻最小时的位置。因此，如果对线圈通电，转子受力会向一个方向运动;若通电时间很短，当断电时，转子又会回到它原来的平衡位置，如此也能造成振动效果而发出声音。
电调的话，主要是FOC算法，对于stm32单片机来说非常占优势，单片机是C语言吧，用了实时操作系统
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雅兄
19
2021-03-27 16:57
@lihui710884923
电调的话，主要是FOC算法，对于stm32单片机来说非常占优势，单片机是C语言吧，用了实时操作系统
ODrive用的是C++。占用ROM比较多。
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dy-nrX3Dmeb
LV.1
20
2021-03-31 11:29
有没有foc的资料
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占广
LV.3
21
2021-03-31 14:06
楼主使用的普通探头还是差分
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占广
LV.3
22
2021-03-31 14:07

大疆的电调好像是正玄波需要配合他的电机才有效率，普通电调是矢量的

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雅兄
23
2021-03-31 17:22
@占广
楼主使用的普通探头还是差分
普通探头，电压才12V。
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雅兄
24
2021-03-31 17:35
@占广
大疆的电调好像是正玄波需要配合他的电机才有效率，普通电调是矢量的
现在还没研究工作的波形，等我找个接收机再试试
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雅兄
25
2021-04-01 09:58
@dy-nrX3Dmeb
有没有foc的资料
ODrive了解一下
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iszjt
LV.5
26
2021-04-01 11:17
一种理论认为，是由于线圈上通电后，定子铁芯中的硅钢片受到磁场的作用力，会向一个方向运动；当电断掉后，硅钢片又会回到原来的位置，如此以一定的频率通电断电、硅钢片就会往复振动，当振动频率在 20Hz~20000Hz 内时，就会发出人耳能听到的音频了
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1260086278
LV.2
27
2021-04-01 13:42
请教一下，能否降低噪音呢？我有一个大疆无人机，都很好就是感觉噪音有点大
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石工在线
LV.3
28
2021-04-01 14:29
@雅兄
新唐的M483开发板已买，M4F核，STC32F405现在太贵了。[图片]
谢谢楼主，学习了。为何要用M4 core的芯片啊？是因为需要用到浮点运算吗？
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占广
LV.3
29
2021-04-02 09:26
@雅兄
现在还没研究工作的波形，等我找个接收机再试试
不用接收机，PWM波就可以驱动
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占广
LV.3
30
2021-04-02 15:09
@雅兄
普通探头，电压才12V。
普通探头直接测不接地线？
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占广
LV.3
31
2021-04-02 15:10
@1260086278
请教一下，能否降低噪音呢？我有一个大疆无人机，都很好就是感觉噪音有点大
跟转速和桨叶有关
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