发 帖  
原厂入驻New

史上最强电机教程,60天精通上手:学习最需要的能力,才是对你最好的回馈!

2020-8-18 14:25:18  604 BLDC 电机 工程师 FOC
分享
1
本帖最后由 马里奥就是我 于 2020-8-18 14:35 编辑

​一直以来,电机控制都不是电子工程师的重点领域,许多开发人员因缺乏经验或专业知识而无法轻松设计出必要的控制电路。电机分为两种:有刷电机和无刷电机。有刷电机是我们一直以来接触最早的一类电机,价格低廉、稳定性高,但缺点也很明显:效率低下,电噪声、损耗非常大。在现代家用电器、工业自动化、电动汽车日益普及的今天,自动化程度越来越高,对无污染环境的要求,采用具有十分宽的调速范围、且低噪声、高效率的无刷电机(BLDC),是替代传统有刷电机,适应电机市场发展趋势的重要要求。

无刷电机是电机驱动发展趋势

为什么这么说呢?具体原因有如下三点:

1.无刷电机市场规模进一步扩大,潜在需求尚未完全发掘

首先是市场规模的进一步扩大,特别是无刷电机方向。由于高昂的价格给企业大规模应用带来较高的成本,从而使得很多企业望而却步,宁愿用有刷电机产品作为替代,所以无刷电机潜在需求仍未充分释放,未来还有充足的发展空间。前瞻预计,未来五年,行业增速仍将保持在20%左右的水平,到2022年,行业市场规模将达到565亿元左右。



2018-2023年我国无刷电机行业市场规模预测(单位:亿元)

2.相比传统电机控制,无刷电机具有更大的技术优势

无刷电机没有电刷和换向器,是由电机和驱动器组成,是典型的机电一体化产品。作为电机行业的“新人”,由于无刷电机的优势非常明显,发展势头可谓是迅猛,进入中国后便迅速在家电、汽车、精密仪器和工业制造等行业所青睐,并在行业中占据一席之地,得到飞速发展。相比有刷电机,无刷电机具有更多的、适合未来市场需求的技术优势:

1)高效率。因为无刷电机可以在它最大旋转力(扭矩)下连续旋转。与之相较,有刷电机只能在旋转的某些点处提供最大扭矩。尽管有刷电机可以提供与无刷电机相同的转矩,但有刷电机需要更大的磁性,这意味着更小尺寸的无刷电机可以提供相当大的功率。

2)可控性。反馈系统可用于控制无刷电机,以提供所需的扭矩和转速。如果无刷电机由电池供电,这种精确控制能够減少和热量损失,用助电池寿命延长。

3)高耐用性和低电噪声。对于有刷电机,其刷子和换向器由于连续的移动接触而磨损,并且在接触时可能产生火花。特别是,这些火花通常在刷子通过换向器中的间隙时产生,强烈火花会引起电噪声。如果电机设计要考虑电气噪声因素,无刷电机是更为可取。

3.市场亟需电机高端人才,具有无刷电机(BLDC)经验者最佳

由于BLDC本身节约能源、并且具有耐热性、高效率、低维护、以及可低温运行等特性,使得无刷电机在各行业应用得到快速发展,基于无刷电机的无传感控制方案(FOC)出现,进一步提高了产品的耐用性和可靠性,这些因素都推动了电子人才市场,对于电机驱动工程师,特别是掌握无刷电机技术(BLDC)工程师、熟练掌握无刷电机FOC控制电路的高端人才的需求,作为2019年度电子最热门行业之一,2020年无刷电机的招聘热度仍然持续不减, 但也是面临人才匮乏严重的一个行业。



图示:51招聘网的搜索结果显示,掌握电机驱动电路、控制算法高级工程师,月起薪最低1.5w,接近2w月薪。

长期以来,BLDC方波控制、无位置方波控制、FOC空间矢量控制一直困扰着广大工程师,真正把它搞明白人的廖廖无几。实际上,对马达驱动技术教程有强烈需求的工程师或电子类学生又非常之广泛,所以,掌握BLDC控制电路,并学会独立设计BLDC无刷驱动方案,才能为自己的职场增加核心竞争力,更容易获得国资大企的青睐,更容易获得个人成长,高职高薪的职业发展待遇。

既然学习无刷电机这么重要,那我该如何去学习呢?下面我就来讲一下学习方法:

学习无刷电机,最重要学什么?

在这里,我想问大家以下几个问题,再结合我个人观点,来谈一谈无刷电机该怎么学。

问题一:学习电机要学功率器件吗?为什么说学习电机控制要学FOC矢量控制?

问题二:如果我想学的话,需要学成什么样子?

问题三:学完无刷电机部分,我以后可以做什么,掌握哪些运用?

问题四:达到上述的学习效果,具体我要怎么做?

针对上述四个问题,我对学习电机的一点个人经验和回答是:

回答一:电机驱动,电源需要功率输出,它们的控制需要使用功率开关器件,如何正确选用,使用和驱动功率开关器件是需要学习和掌握的重要知识。FOC控制代表电机控制的主流和未来发展方向,意味着电机运行低噪音,更平稳,效率更高。对工程师而言,学习技术扎根更深,更容易获得高薪与成就。

回答二:学完能够理解FOC电机控制运行原理,能够编写代码实现电机运行。

回答三:学完后,能够了解电机驱动器的硬件设计,电机运行控制原理,编写代码实现电机运行。

回答四:要达到上面学习效果,需要有a.相关专业知识背景。b.硬件电路基础知识。c.单片机编程经验。d.电机原理基础知识。e.充裕的学习调试时间。f.你的努力。

除此以外,无刷电机属于自换流型(自我方向转换),控制起来更加复杂,对初学者实现控制电路难度更大。BLDC电机控制要求了解电机进行整流转向的转子位置和机制。对于闭环速度控制,有两个附加要求,即对于转子速度/或电机电流以及PWM信号进行测量,以控制电机速度功率。

同时,许多不同的控制算法都被用以提供对于BLDC电机的控制。典型地,将功率晶体管用作线性稳压器来控制电机电压。当驱动高功率电机时,这种方法并不实用。高功率电机必须采用PWM控制,并要求一个微控制器来提供起动和控制功能。

所以,学习无刷电机马达,除了具备基础专业知识(物理学理论、电工电学、模电数电知识等),还需要你掌握基础的硬件知识(看懂原理图、绘制电路图元器件选型等),具备单片机编程能力,熟悉电机工作原理。学习BLDC最重要也是最核心能力,就是学会无刷电机的电调设计,控制电路及算法实现。

特别是基于FOC无刷电机设计,基于空间矢量控制的正弦波控制技术,相比目前驱动行业内普及的方波控制,已经完美地解决了扭矩脉动噪音大,谐波大,六步跳跃式转动等等传统电机存在的问题。

虽然FOC技术优势明显,但FOC的技术门槛也相当的高,不论在理论上还是在实践调试中都有相当的难度,所以在驱动行业能够把FOC控制技搞透的工程师非常少。

对于企业来说,为了提升市场竞争力都希望拥有FOC技术,无奈的是业内能熟练掌握FOC技术的工程师非常稀缺,所以很多比较有实力的企业都在花大价钱抢人,可想而知FOC技术对于工程来意味着什么,升职加薪的必备技术。

那么,从今天开始想学习FOC无刷电机控制工程师的福利,终于要来了!

张飞实战电子---60天精通马达驱动FOC磁场定向控制技术培训班》第二期,于8月25日正式开班!

扫描下方二维码,立即报名学习!




课程授课形式

全新的授课方式:
全新视频课程+周二、周四、周六晚上学习固定时间答疑+案例分析+作业,根据需要做1-3场直播答疑;
升级视频讲课方式:
采用提前备课加极精简视频讲解方式辅助形象比喻让大家听的懂学得会;
知识点丰富,覆盖广:
包含了几百多个知识点,每个点讲透,覆盖面既广更深。市面大多数工程师的做法只是简单调库和软件的小修小补,而我们却把所有的核心算法讲透讲明白,基本可以满足绝大多数设计需求;
课程内容从基本器件开始:
到单元电路学习,再到系统实战项目练习,手把手教会大家一步一步成为研发大牛;
软件部分算法讲透:
波形呈现,手把手带。从而让大家更加轻松自如的驾驭FOC技术。

FOC技术跟市面上的FOC有哪些优势?

■ FOC 需要复杂的数学算法,这对于普通设计人员来说可能并不熟悉,所以在过去,设计师们通常依赖于复杂的数字讯号处理 (DSP) 芯片来实现无传感器FOC。

■ 而且目前关于FOC技术而言,虽然有多家芯片制造商开发了专用于电机控制的芯片,而且也应用他们的芯片实现了FOC电机控制的相关算法,但是他们的FOC电机控制算法并没有完全开源,只是提供了一个函数API供用户使用。也有一些国内的芯片厂商将FOC控制相关的模块使用硬件的方式集成在了芯片内部,用户只需要去配置一些相关的寄存器就可以使用FOC算法来控制电机。而且也有一些公司也确实是使用了以上的方式应用到了相应项目中。

■ 但是,在目前的市面上没有真正达到开源FOC算法的厂家。绝大多数工程师并没有了解FOC电机控制算法,也没法自己独立的去编写相关代码,仅仅只是局限于对原有非核心代码的小修小补来完成项目的开发。

■ 而我们本次线上班的目的就是完全解决上面的瓶颈,让大家不再只会调用相关函数API接口,我们的所有代码不调用任何库函数,让大家真正学会如何自己去编写FOC算法里面的代码,知道每条代码的含义。还会带领大家一起把相关算法的理论全部推导一遍,比如SVPWM算法、滑模观测器算法等,让大家知其然还要知其所以然。

■ 本次线上班采用视频加辅导的形式,学员自己白天先观看老师录制的教学视频,如果学员对视频中有不是太明白的地方,晚上老师会在群里跟学员们互动,带领大家把当天的课程中的问题解决掉。

FOC课程亮点



FOC线上课程详细大纲













FOC开发板、原理图PCB及实物展示






由于篇幅有限,仅展示部分学习计划、服务内容,若想更进一步咨询了解,或者想要试看课程视频,请扫描下面二维码联系任一助教老师。


助教老师马里奥







相关经验

王栋春 2020-8-18 21:31:24
图片都挂了
回复

举报

阳光 2020-9-10 14:58:10
学习了,非常感谢楼主分享
回复

举报

评论

高级模式
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容图片侵权或者其他问题,请联系本站作侵删。 侵权投诉
发经验
关闭

站长推荐 上一条 /8 下一条

快速回复 返回顶部 返回列表