测试三相无刷电机驱动器 XXD2212 电调

一、无刷电机驱动模块

1、基本介绍

  高速无刷电机现在被广泛应用在小型无人四旋翼飞机、电动工具、电动车平台中。下面是由北京科宇发送过来的一个 三项无刷电机驱动模块。

▲ 图1.1 拆开后的三相无刷电机驱动板

  在模块的背面，由六个功率MOS管组成的三项MOS桥电路组成。电路的证明则是由单片机 NUVOTON(新塘) 新唐科技MS51FB9AE控制器简介 组成核心，然后形成三相桥电路的驱动电路。

▲ 图1.2 驱动模块正面控制器部分的电路

2、外部接口

  电机驱动模块外部具有三组接口：

外部接口：

电机接口： 是由三条电机接口电线组成

电源：是由 红-黑电源线构成

控制端口：使用三根类似于舵机控制线组成。

二、使用方法

  该模块没有带有专用的 使用说明书。从外观上来看它与 无刷电机控制调速驱动仪驱动器板航模XXD2212新西达30A电调大功率 类似。可以找到 新西达xxd2212无刷电机 接口使用说明。

▲ 图1.2.1 XXD2212电调

1、接口信号控制

  单片机输出1ms ~ 2ms的方波脉冲，重复频率可在20 ~ 100Hz，输出到电调的油门线（控制线）。

单向电调：1ms表示0%的油门，2ms表示100%的油门。

双向电调：（有正、反转和刹车），标准1.5ms是0点，1ms是反向油门最大（100%油门），用于刹车或反转；2ms正向油门最大（100%油门），用于正转。

  这种控制方式与普通的舵机控制信号是相同的。输出只与脉冲的宽度有关系，与脉冲的频率没有关系。

2、使用说明

  下面是由科学发送过来的电驱动使用说明：

▲ 图1.2.1 电驱使用说明

  其中的名词解释：

BEC :Battery Elimination Circuit，免电池电路。也就是对于控制端不在单独需要一个5-6V的控制电源，而是直接使用功率电源经过降压之后提供给控制电路用。

NIMH: 镍氢电池；

LIPO： 锂离子聚合物蓄电池

▲ 图1.2.2 电驱设置使用方法

§02 驱动测试

  下面使用驱动模块对于几款无刷电机进行驱动测试。

一、独立车惯性轮

  利用驱动器对于一辆独轮车的惯性轮进行测试。

▲ 图1.3.1 独轮车

1、控制信号产生

  利用 自制的ESP8266-12F 模块产生 100Hz的多级控制信号。使用ESP8266的ADC读入电位器输入电压，控制输出脉冲的宽度在 1ms ~ 2ms 之间变化。

  注： 为了能够使用 10kΩ的电位器正确输入电压，需要将原来 ESP8266 电路板 ADC端口上的 10kΩ电阻去掉。

▲ 图1.3.2 ESP8266 PIN5输出的 脉冲信号

#!/usr/local/bin/python

# -*- coding: gbk -*-

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# TEST1.PY                     -- by Dr. ZhuoQing 2021-09-06

#

# Note:

#============================================================

from machine                import Pin,PWM,ADC

import time

#------------------------------------------------------------

led0 = Pin(13, Pin.OUT)

adc = ADC(0)

#------------------------------------------------------------

pwm0 = PWM(Pin(5))

pwm0.freq(100)

pwm0.duty(100)

print('Flash..')

count = 0;

while True:

    count += 1

    if (count & 0x10) == 0:

        led0.on()

    else: led0.off()

    time.sleep_ms(10)

    adcval = adc.read()

    duty = 100 + adcval // 10

    pwm0.duty(duty)

#------------------------------------------------------------

#        END OF FILE : test1.PY

#============================================================

▲ 图2.2.2 ADC.read()时间周期

根据LED1的波形可以看到 adc.read()的时间大约为240μ s mu sμs。

2、测试条件

  由于模块的电压欠压点只有6V，9V两个档位，所以通过DG1766 直流电压源给模块提供电源的时候，如果电压设置为6V，9V，则模块就会报警，报警是通过电机发出声音来显示报警的情况。

  设置提供的电压为8V ~ 8.5V， 10V以上，模块便可以正常驱动无刷电机运行。

3、独轮车惯量轮松动

  测试独轮车的惯量轮在整个高速运转过程中，车架有比较大的剧烈震动。在高速下，独轮车莫能够维持一小段时间的平衡，并产生比较快速的进动转动。

  经过几轮的测试之后，车模的惯量轮以及与电机之间出现了松动线性。

▲ 图1.3.3 电机惯量轮已经松动

二、独轮车支撑轮

1、转速太快

  驱动独轮车的支撑轮，独轮车转速非常快。这也显示了这款独轮车使用无刷电机用于支撑轮的驱动非常不合适。

▲ 图1.3.4 驱动独轮车的支撑轮

2、堵转丢步

  这种无刷电机在外力堵转的情况下，会发生丢步现象。

▲ 图1.3.5 独轮车在有外力阻挡情况下发生丢步现象

三、小型车模后轮马达

1、转速很高

  使用上面电调驱动小型车模的马达。 车模转速非常快，这也说明这种驱动方式所带来的减速比还不太够。

▲ 图2.3.1 小型车模后轮马达

2、输出电压波形

  下面是使用示波器观察到三相电压输出的其中一项电压波形。

▲ 图1.3.3 三相电机输出电压波形

四、博赛电单车后轮

  使用驱动模块驱动博赛公司提供的电单车后轮，后轮马达具有三相控制点压线，以及HALL输出信号。

  后轮只是简单的震动，无法转动。

▲ 图2.4.1 博赛公司提供的电单车后轮

※ 测试结论 ※

  通过测试一款三相无刷电机电调，测量它的基本使用方式。由于该电调具有自动电压保护，所以它的供电电源需要能够避开 6V，9V。这样才能够正确的工作。

  该驱动器对于部分无刷电机能够正常驱动。控制信号是与舵机控制信号相类似。1ms对应的最小油门，2ms对应最大油门。