技术部
直流无刷电机及驱动器介绍
---培训讲义
编制/整理：徐兴强
日期：2010-5-5
一、产品技术特点
1）既具有AC电机的优点：结构简单，运行可靠，维护方便等；
2）又具有DC电机的优点：调速性能好，运行效率高，无励磁损耗等；
3）同时，与DC有刷电机比较：无接触磨损，无火花，低噪音，无辐射干扰等；4）再有，与伺服电机比较：控制/驱动原理较简单，可灵活多变，且成本较低；有较高的成套性价比，实用性很强。
主要缺陷：低速启动时，有轻微震动；但不会失步（比较于步进电机）。
二、主要应用方面
1）在精密电子设备和器械中的应用
如：电脑硬盘的主轴驱动，激光打印机，复印机，医疗器械，卫星太阳能帆板驱动，医疗监控设备等。
2）在家用电器中的应用
如：空调器、洗衣机、电热器、吸尘器、电风扇、搅拌机等。
3）在电瓶车/牵引机中的应用
4）在工业系统中的应用
如：工业缝纫机、纺织印花机、等等；
5）在军事工业和航空航天中的应用
三、特殊功能与性能分析
# 典型特性曲线，如下：
##由以上特性曲线可知：
1）电机的最大转矩为启动和堵转时的转矩；
2）在同一转速下，改变供电电压，可以改变电机的输出转矩；
3）在相同转矩时，改变供电电压，可以改变电机的转速。
即：在驱动电路中，通过PWM方式改变供电电压的平均值，在保证转矩不变的情况下，可以实现对电机的平稳调速。
###BLDC与AC交流感应式电机相比，具有如下优点：
1）转子采用永磁体，无需激励电流。
故，同样的电功率，可以获得更大的机械功率；
2）转子无铜损，无铁损，发热更小；
3）启动、堵转时力矩大，更适合于阀门打开、关闭瞬间需要力矩大的场合；
4）电机的输出力矩与工作电压、电流成正比，从而可以简化力矩的检测电路，并更加可靠；
5）利用PWM调制方式改变供电电压的平均值，可以实现平稳调速，使调速、驱动功率电路更加简单，综合成本降低；
6）利用PWM调低供电电压来启动电机，可以有效减小启动电流；
7）采用PWM调制的直流电压，相对于正弦交流电压，电磁辐射更小，对电网的谐波干扰更小；
8）采用闭环转速控制电路，可在负载力矩变化时，保持电机的转速不变。
####BLDC的特殊功能和性能综述：
1）开关阀的速度可调
由上曲线，BLDC启动时力矩大，有利于阀门打开、关闭瞬间需要力矩大的场合；且可以实现无级调速。
2）分段变速运行：适于不同的行程段有不同的运行速度要求之场合。
3）柔性开启和关闭
从最低档逐渐升速，直到用户设定值；可以降低启动电流，减小减速齿轮的撞击等。
4）自动变速：由给定值和反馈值比较后形成偏差值，进行自动调节。
5）无摩擦制动：不需要专门的制动电路或装置。
电机断电后，转子动能通过定子线圈转化成电能，若将输出短路，则该电能将会对转子产生制动作用，使电机立刻停止。
6）力矩检测和过力矩保护
通过检测直流电机的电流来计算输出力矩，使检测电路简单、可靠。
四、驰卡沙（TSUKASA）电机介绍
参见驰卡沙《产品手册》TG-99、TG-22系列。
五、AT-10K /AT-30K驱动器介绍
参见艾而特《AT-10K/AT-30K产品规格书》
（见后面附件）
六、市场业务宣导与推广建议
1）替代AC异步电机场合：
重点突出：低速平稳特性，无励磁损耗，体积小，高效率，发热少，节能减排等环保优点。
2）替代DC有刷电机场合：
重点突出：无换向碳刷，无滑环摩擦，无损耗，无火花、噪音和电磁干扰；使用寿命长等优点。
3）竞争伺服电机的场合：
重点突出：较高的性价比和产品实用性，简单的控制原理和实现方法，避免在某些场合出现“大马拉小车”的资源浪费情况，避免系统工程师在设计
选型时，由AC电机直接上升到伺服电机的“跳级”现象。
正确导向应是：AC电机---DC电机（无刷）---伺服电机
4）配套驱动器的产品特点
重点突出：控制方案灵活多变，配套型号规格齐全，通用性和兼容性强，
自主设计开发可行性强，维修方便等。
产品规格书
产品名称：直流无刷电机驱动器（PCB组件）产品型号：AT-10K / AT-30K
文件编号：SPEC.AT-10K.001 当前版次：B版
发行范围：公司内部/ 业务客户生效日期：2010年5月10日
编制/日期：李军华/ 2010-5-6 核准/日期：徐兴强/ May8, 2010
1.0功能特点
●工业级MCU控制，运行稳定、可靠；
●启动、停止、换向、无级调速功能；
●过电流保护功能；
●接口简便，有较高的产品性价比。
2.0主要应用
AT-10K：专业配套TSUKASA /TG-22系列电机或同等规格的其它品牌电机（BLDC）。
AT-30K：专业配套TSUKASA /TG-99系列电机或同等规格的其它品牌电机（BLDC）。
3.0技术规格
序号项目规格描述备注
1. 电源电压DC12V / DC24V ±10% +/-极性
2. 消耗电流（空载）DC60mA max. at DC24V 控制电路
3. 输出电流（带负载能力）DC2.0A max. at DC24V
4. 调速范围500rpm min.
5. 过电流保护负载电流保护阀值2.0A，并自复到允许值堵转或故障时
6. 使用环境条件温度：0-+40℃湿度：85%RH以下
7. 保存环境条件温度：-10-+60℃湿度：85%RH以下
8. 外形尺寸67.0mm x 44.0mm x 28.0mm max.
9. 产品重量50g以下
序号项目规格描述备注
1. 电源电压DC12V/DC24V ±10% +/-极性
2. 消耗电流（空载）DC60mA max. at DC24V 控制电路
3. 输出电流（带负载能力）DC3.0A max. at DC24V
4. 调速范围70rpm min.
5. 过电流保护负载电流保护阀值3.0A，并自复到允许值堵转或故障时
6. 使用环境条件温度：0-+40℃湿度：85%RH以下
7. 保存环境条件温度：-10-+60℃湿度：85%RH以下
8. 外形尺寸67.0mm x 44.0mm x 28.0mm max.
9. 产品重量50g以下
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4.0接线端子示意图
AT-10K: AT-30K:
接口定义如下：
J1：Vm / GND ：DC12V--24V供电电源，Vm接DC+，GND接DC-
J2：U / V / W ：接马达3相驱动电源
a /
b /
c ：接马达的3个位置传感器（HALL）
+5V / GND：接马达霍尔传感器供电电源
J3：S（Speed）：调速信号输入，模拟量，0.5V—4.5VDC连续可调；
ST（Stop）：急停信号输入，开关量，低电平（接地）有效；
D（Direction）：换向信号输入，开关量，H/L电平对应CCW / CW运转方向；
CP（Clock Pulse）：霍尔信号输出，脉冲量，用于计数或测速等；
+5V/GND：对外输出电源（负载电流<30mA，注意：切莫再把外部电源接入！）5.0外形尺寸（AT-10K / AT-30K相同）
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