小型直流电机控制电路设计

小型直流电机控制电路设计 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

[日] 晶体管技术编辑部 编,马杰 译
图书标签:
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出版社: 科学出版社有限责任公司
ISBN:9787030344434
版次:1
商品编码:11885530
包装:平装
丛书名: 实用电子电路设计丛书
开本:16开
出版时间:2012-07-01
用纸:胶版纸
页数:274
字数:357000
正文语种:中文

具体描述

内容简介

  《小型直流电机控制电路设计》主要介绍小型直流电机的基本特性、设计方法及应用实例。主要内容包括电机与控制电路的基本特性、直流电机控制电路的设计、无电刷直流电机控制电路的设计、无传感器直流电机的驱动法、反馈控制电路的设计、30W级直流电机控制电路的设计实例、步进电机与驱动电路的种类和特点、微步驱动电路的实验、旋转检测传感器的使用方法等。在《小型直流电机控制电路设计》的第3部分,还给出了与直流电机有关的专业名词的解释,对于读者理解书中的内容有很大的帮助。
  《小型直流电机控制电路设计》内容实用性强、结构清晰合理、言简意赅,对实际操作有很强的指导性和借鉴意义。
  《小型直流电机控制电路设计》适合各大专院校电子、电工等相关专业的师生参考阅读,同时适合作为广大电气从业技术人员的参考用书。

内页插图

目录

第1部分 电机与控制电路的基本知识
第1章 电机与控制电路的基本特性
1. 1 速度控制电路、位置控制电路、转矩控制电路的特征
1. 2 电机的种类与控制电路的特征
1. 3 电机的三个基本特性
附录按相应目的选用控制器及电机的方法

第2部分 电机控制电路的设计
第2章 直流电机控制电路的没计
2. 1 直流电机的定义与种类
2. 2 有电刷直流电机的构造及工作原理
2. 3 直流电机的等效电路与基本特性
2. 4 有电刷直流电机的控制
2. 5 有电刷直流电机的参数
第3章 无电刷直流电机控制电路的设计
第4章 无传感器直流电机的驱动法
第5章 反馈控制电路的设计
第6章 30W级直流电机控制电路的设计实例
第7章 步进电机与驱动电路的种类和特点
第8章 微步驱动电路的实验
第9章 旋转检测传感器的使用方法

第3部分 对解读本书有帮助的直流电机词汇

前言/序言


《直流电机驱动基础与应用精讲》 本书是一本深入浅出、系统介绍直流电机驱动技术的专业书籍。从直流电机的工作原理出发,详细阐述了各种直流电机类型(有刷直流电机、无刷直流电机、步进电机等)的结构特点、运动规律及其在不同应用场景下的优势。 第一部分:直流电机原理与选型 直流电机工作原理: 详细解析了电磁感应、安培力等基本物理定律如何驱动直流电机转动。通过生动的图示和数学模型,帮助读者建立对电机内部运动机制的直观理解。 有刷直流电机: 深入剖析其换向原理,讨论了电刷和换向器的结构及作用,并详细分析了有刷电机在启动、运行、制动过程中的电气特性。 无刷直流电机: 讲解了其电子换向机制,以及与有刷电机相比的优势(如寿命长、效率高、维护少)。重点介绍永磁同步电机(PMSM)和方波驱动电机(BLDC)的差异和应用。 步进电机: 阐述其通过脉冲信号精确控制角度的原理,分析了永磁式、反应式和混合式步进电机的结构特点,以及全步、半步、微步进等驱动模式的特点和应用。 电机选型指南: 结合实际应用需求,提供了详细的电机选型方法。包括根据负载特性(转矩、转速、精度要求)、供电条件、环境要求、成本预算等因素,指导读者如何选择最适合的直流电机类型和规格。 第二部分:直流电机驱动电路设计核心技术 功率器件选型与应用: 详细介绍了MOSFET、IGBT、BJT等常用功率半导体器件的特性、选型原则及其在电机驱动电路中的应用。重点讲解了器件的耐压、电流能力、开关速度、导通压降、散热要求等关键参数。 驱动电路拓扑结构: 系统介绍了H桥、半桥、全桥等经典驱动电路拓扑。通过详细的电路图和工作时序分析,讲解了各种拓扑的优缺点,以及在不同电机类型和功率等级下的适用性。 PWM(脉冲宽度调制)技术: 深入解析了PWM的原理及其在控制电机转速和转矩中的作用。详细介绍了不同PWM调制方式(如均值调制、中心对齐调制)的特点,以及频率、占空比对电机性能的影响。 电流检测与反馈: 讲解了电阻采样、霍尔电流传感器、零电流检测等多种电流检测方法,以及这些方法在实现电机恒流控制、过流保护等功能中的重要性。 驱动与控制接口: 介绍了通用微控制器(MCU)与电机驱动电路之间的接口设计,包括PWM信号生成、方向控制、刹车信号等。详细讲解了如何利用ADC读取电流、电压等反馈信息,实现闭环控制。 保护电路设计: 强调了电机驱动电路的可靠性,详细设计了过压保护、欠压保护、过流保护、短路保护、过温保护等关键保护电路,确保电机及驱动系统的安全运行。 无刷直流电机驱动: 针对无刷直流电机,重点讲解了基于霍尔传感器的换向控制和无传感器(反电动势)换向控制技术。详细介绍了三相桥式逆变电路的设计,以及相关的驱动和控制逻辑。 第三部分:直流电机驱动的进阶应用与案例分析 闭环控制系统设计: 介绍了PID控制器在直流电机速度和位置控制中的应用。详细讲解了PID参数的整定方法,以及如何构建基于MCU的闭环控制系统。 电机堵转与制动控制: 分析了电机堵转的原因及危害,设计了相应的堵转检测和保护策略。介绍了动态制动、再生制动等多种制动方式及其控制方法。 低速大扭矩驱动: 针对需要低速大扭矩的应用场景,探讨了电机和驱动电路的特殊设计要求,以及如何通过优化PWM策略和选用特定电机来满足需求。 电机驱动的EMI/EMC设计: 讲解了电机驱动电路产生的电磁干扰(EMI)及其对周围设备的影响,以及如何通过合理的PCB布局、滤波电路、屏蔽等措施来提高系统的电磁兼容性(EMC)。 实际应用案例解析: 提供了多个不同领域的直流电机驱动应用案例,例如: 电动工具驱动: 分析了电钻、电锯等电动工具对电机转速、扭矩和续航的要求,以及相应的驱动电路设计。 机器人关节驱动: 探讨了机器人对电机精度、响应速度和静止转矩的要求,以及如何实现高精度位置控制。 电动车辆驱动: 介绍了电动自行车、电动滑板车等小型电动车辆的电机驱动系统,包括续航优化和能量回收。 智能家居设备驱动: 例如智能窗帘、智能门锁等,分析了对电机功耗、静音和小型化设计的要求。 工业自动化应用: 如输送带、执行器等,强调了驱动系统的稳定性和可靠性。 本书结构清晰,语言精炼,图文并茂,既适合初学者系统学习直流电机驱动技术,也为有经验的工程师提供了深入的参考和实用的解决方案。通过本书的学习,读者将能够独立完成各种直流电机驱动电路的设计、调试和优化工作。

用户评价

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这本书的结构设计非常巧妙,层层递进,循序渐进,让原本可能复杂的技术变得清晰易懂。作为一个在校的电子工程专业学生,我对直流电机控制一直有着浓厚的兴趣,但很多教材的讲解方式过于理论化,难以与实际工程应用联系起来。《小型直流电机控制电路设计》这本书恰恰弥补了这一不足。它从最基础的直流电机分类、命名规则讲起,然后逐步深入到各种驱动电路的设计,比如半桥、全桥、三相桥等。我尤其欣赏书中关于PWM调速的讲解,它不仅解释了PWM的基本原理,还详细分析了不同PWM生成方式(如SPWM、SVM)的优缺点,以及它们在不同应用场景下的适用性。书中还给出了大量的实例,例如如何设计一个能够稳定控制电机转速的恒速系统,如何实现电机的正反转控制,以及如何进行低速爬行控制等等,这些都非常有实践指导意义。我按照书中的指导,成功地搭建了一个能够精确控制小型机器人底盘电机速度的系统,这让我对书中的内容有了更深刻的理解和更强的信心。这本书的另一个亮点是它对电机控制中的一些常见问题进行了深入剖析,比如电机抖动、转速不稳定、过载保护等,并提供了相应的解决方案。这对于我们学生来说,能够提前了解和避免这些问题,无疑是宝贵的经验。总的来说,这本书内容翔实,条理清晰,实践性强,是学习和掌握小型直流电机控制技术的绝佳教材。

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我是一位长期在自动化设备领域工作的工程师,对于直流电机控制的稳定性和精度有着极高的要求。《小型直流电机控制电路设计》这本书,让我眼前一亮,感觉像是挖到了一块宝藏。书中对电机控制系统的整体架构进行了详尽的阐述,包括从传感器信号采集、控制算法实现到执行器驱动的整个流程。我特别欣赏书中关于电流检测和速度反馈的章节,这部分是保证电机精确控制的关键。作者不仅介绍了光耦、霍尔电流传感器等多种电流检测方法,还详细分析了它们的精度、响应速度和成本等方面的优缺点,并给出了具体的电路设计和选型建议。在速度反馈方面,书中对编码器、测速电机等反馈元件的工作原理进行了深入剖析,并讲解了如何从这些反馈信号中提取出准确的速度信息。我尝试按照书中的建议,优化了我正在负责的一个精密定位系统的电机控制方案,通过更精确的速度反馈,成功地将系统的定位精度提高了15%以上,这让我非常满意。此外,书中还对电机控制中的一些高级主题进行了探讨,比如模糊控制、自适应控制等,虽然这些内容对初学者来说可能有些挑战,但对于有一定基础的工程师来说,无疑是极具启发性的。它让我看到了电机控制技术未来的发展方向,也为我进一步深入研究提供了理论基础。这本书的价值在于其深度和广度,它不仅能帮助我们解决眼前的技术难题,更能引领我们探索更广阔的领域。

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这本书最大的亮点在于其深入浅出的讲解方式,将复杂的电机控制原理剖析得淋漓尽致。我是一名电子技术爱好者,对直流电机一直有着浓厚的兴趣,但市面上很多相关书籍都过于晦涩难懂,让我望而却步。《小型直流电机控制电路设计》这本书的出现,彻底改变了我的看法。作者的语言非常生动形象,善于用类比和图示来解释抽象的概念,让我能够轻松理解。例如,在讲解PWM调速原理时,作者用“水龙头开关的快慢”来比喻,瞬间就点通了我之前模糊的概念。书中提供的电路设计实例也非常丰富,从最简单的开关控制,到复杂的PID闭环调速系统,应有尽有。我按照书中的指导,动手搭建了一个能够精确控制电机转速的恒温风扇,当风扇转速能够根据温度变化平稳地调整时,那种成就感无与伦比。更让我惊喜的是,书中还涉及了一些电机故障诊断和排除的方法,这让我即使在遇到问题时,也不再束手无策。它就像一位经验丰富的导师,随时在我身边提供指导。这本书不仅让我掌握了扎实的理论知识,更重要的是培养了我独立解决问题的能力,让我对未来的电子项目充满了信心。我强烈推荐给所有对直流电机控制感兴趣的朋友,无论你是学生、工程师还是业余爱好者,这本书都能给你带来意想不到的收获。

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阅读《小型直流电机控制电路设计》这本书,给我最大的感受就是作者对知识的深度挖掘和对实践的强烈关注。这本书并非简单地堆砌公式或电路图,而是将理论与实践紧密结合,为读者提供了一条清晰的学习路径。书中关于电机驱动电路的章节,详细阐述了各种驱动方式的原理、优缺点以及适用场景,例如,对于H桥驱动电路,作者不仅讲解了其基本结构和工作原理,还深入分析了死区时间控制、反电动势保护等关键技术点,并提供了实际的驱动电路设计案例,帮助读者理解如何在硬件上实现可靠的驱动。我尤其喜欢书中关于不同电机控制策略的对比分析,作者通过实际的实验数据和仿真结果,直观地展示了比例控制、积分控制、微分控制以及PID控制在电机速度、位置控制等方面的性能差异,让我能够根据具体的应用需求选择最合适的控制方案。此外,书中还对电机参数的测量和辨识进行了详细的介绍,这对于精确控制至关重要。我尝试按照书中的方法,测量了我实验室中一款直流电机的参数,并通过书中的公式进行了辨识,结果非常准确,为后续的控制系统设计打下了坚实的基础。这本书就像一个百科全书,涵盖了小型直流电机控制的方方面面,无论你是初学者还是有经验的工程师,都能从中获得宝贵的知识和启发。它不仅让我掌握了必要的理论知识,更重要的是培养了我独立设计和调试电机控制系统的能力。

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这本书的价值在于其强大的实践指导性和前瞻性。作为一名在产品开发一线摸爬滚打多年的工程师,《小型直流电机控制电路设计》这本书让我感到眼前一亮,它不仅仅是停留在理论层面,而是实实在在地为我们在实际产品开发中遇到的各种问题提供了解决方案。我尤其喜欢书中关于电机噪音抑制和电磁兼容性(EMC)设计的章节,这部分内容在很多同类书籍中都比较缺乏,但对于产品的质量和可靠性却至关重要。书中详细分析了电机工作过程中产生的各种噪音源,以及电磁干扰是如何产生的,并给出了有效的抑制和防护措施,例如,书中提供的滤波电路设计和接地策略,都非常具有参考价值。我尝试按照书中的建议,对一款正在进行EMC测试的产品进行了优化,成功地通过了测试,大大缩短了产品上市的时间。此外,书中还对一些新兴的电机控制技术进行了介绍,比如低功耗电机控制和智能电机控制等,这让我能够提前了解行业的发展趋势,为我的产品设计和技术升级提供了新的思路。我特别欣赏书中对未来电机控制技术发展方向的展望,它让我看到了这个领域的无限可能,也激励我去不断学习和探索。这本书绝对是一本不可多得的实用技术指南,对于任何希望在电机控制领域有所建树的工程师来说,都具有重要的参考价值。

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这本书的语言风格非常接地气,没有那种高高在上的学术腔调,读起来就像是在听一位经验丰富的老师傅在分享他的独门秘籍。我是一个在工作中经常需要处理电机控制问题的工程师,日常工作中接触到的电机种类繁多,对精细化控制的要求也越来越高。《小型直流电机控制电路设计》这本书刚好填补了我在这方面的知识空白。它没有故弄玄虚,而是直接切入主题,从最基本的直流电机工作原理讲起,循序渐进地引出了各种控制方法。我尤其欣赏书中对各种控制算法的讲解,比如PID控制器的调参技巧,书中给出了非常实用的经验公式和调试步骤,让我摆脱了过去那种“瞎猫碰上死耗子”的调参方式。而且,书中还讨论了如何将这些控制算法集成到微控制器中,并提供了相应的代码示例,这对于我这样的嵌入式工程师来说,无疑是雪中送炭。让我感到惊喜的是,书中还探讨了一些关于电机噪声抑制和效率优化的方法,这些都是我们在实际项目中经常会遇到的挑战。例如,书中关于软启动和软停止的设计,有效地减少了电机启动和停止时的冲击,延长了电机的使用寿命。同时,书中对不同PWM模式在效率上的影响也进行了详细的对比分析,为我选择最优的控制策略提供了理论依据。这本书不仅仅是一本技术手册,更是一本指导我们解决实际问题的宝典。它所提供的知识和经验,让我能够更自信、更高效地完成我的工作。

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我必须承认,在翻阅《小型直流电机控制电路设计》之前,我对电机控制领域的研究还停留在比较浅显的层面,很多关键的技术细节都模糊不清。这本书的出现,彻底改变了我的认知。它不仅仅是一本技术手册,更像是一本充满智慧和经验的指南。书中对电机控制回路的稳定性分析进行了深入探讨,这让我过去在调试过程中遇到的很多“玄学”问题,都有了科学合理的解释。例如,关于PID控制器参数调整的黄金法则,书中通过图示和公式,清晰地展示了如何根据系统的动态特性来优化P、I、D三个参数,从而获得最佳的控制效果。我还特别注意到书中关于电机参数辨识的方法,它提供了一套系统化的流程,通过简单的实验就可以获得电机的各种关键参数,这对于精确的电机模型建立和控制算法设计至关重要。我尝试用书中的方法,对一款伺服电机进行了参数辨识,发现其辨识结果与厂家提供的数据高度吻合,这让我对书中方法的有效性有了深刻的体会。另外,书中对电机在不同工况下的损耗分析也相当到位,这对于提高系统的整体能效具有重要的指导意义。它让我明白,并非所有控制方案都能达到最佳的效率,需要综合考虑电机的运行特性和负载需求。这本书的每一个章节都充满了干货,让我受益匪浅。它不仅仅教会了我如何设计电机控制电路,更重要的是培养了我独立分析和解决复杂工程问题的能力。

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这本书简直是为我量身定做的!作为一名刚入门的电子爱好者,我一直对小型直流电机那种精妙的控制方式充满好奇,但市面上很多资料要么过于晦涩难懂,要么就是流于表面,始终找不到一本能让我真正理解其原理并动手实践的教材。直到我偶然发现了《小型直流电机控制电路设计》,一切都变得豁然开朗。作者在讲解时,不是简单地罗列电路图和参数,而是深入浅出地剖析了每一个元器件的作用,以及它们是如何协同工作来达到精确控制的。比如,关于PWM(脉冲宽度调制)的章节,我之前虽然听说过,但总觉得抽象。书里通过生动的比喻和清晰的图示,将PWM的原理讲得淋漓尽致,我仿佛看到了电机转速的“魔术”是如何被施展出来的。更令我惊喜的是,书中提供了大量基于实际应用的电路设计实例,从简单的开关控制到复杂的速度闭环控制,每一个例子都附有详细的元件清单、电路图和调试步骤。我迫不及待地按照书中的指导,搭建了一个简易的温控风扇,当风扇转速根据温度变化而平稳调整时,那种成就感真的难以言喻。这本书不仅让我掌握了理论知识,更重要的是培养了我的动手能力和解决问题的思路。它就像一位耐心循导的导师,一步步引领我走进直流电机控制的奇妙世界,让我对未来更复杂的电子项目充满了信心。我强烈推荐给所有对电机控制感兴趣的朋友,无论你是学生、工程师还是业余爱好者,这本书都能给你带来意想不到的收获。它绝对是一本值得反复阅读和收藏的经典之作!

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这本书简直是为我这样的实干派量身打造的!我是一名在工厂里负责设备维护的技师,经常需要处理各种小型直流电机的故障和维修。《小型直流电机控制电路设计》这本书,不仅仅是理论知识的堆砌,更像是提供了一套完整的“故障排除手册”。书中对各种常见的电机控制电路故障进行了详细的分析,从电源部分的异常,到驱动电路的失效,再到电机本身的损坏,每一个环节都进行了深入的剖析,并且给出了非常实用的维修方法和测试技巧。我尤其欣赏书中关于电机驱动芯片选型和失效分析的部分,这部分内容往往是维修过程中的关键。作者不仅介绍了不同驱动芯片的性能特点,还详细讲解了它们可能出现的故障模式以及如何通过简单的测试来判断其是否损坏。我尝试按照书中的指导,对一台经常出现电机抖动问题的设备进行了检查,通过书中提供的方法,很快就定位到了驱动电路中的一个滤波电容老化的问题,并成功将其更换,解决了困扰已久的故障。此外,书中还对一些电机控制中的安全操作规程进行了强调,这对于我们一线维修人员来说,是非常重要的指导。它不仅教会了我如何维修,更重要的是教会了我如何安全地进行维修。这本书就像一位经验丰富的老师傅,总能在我遇到困难时,给我最及时的帮助和指导。它是我工作中最得力的助手之一。

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不得不说,《小型直流电机控制电路设计》这本书在细节处理上做得非常到位,让我这种对电路细节要求比较高的读者也感到相当满意。书中对于不同类型的直流电机,例如有刷电机和无刷电机,在控制方法上的差异进行了详细的阐述。特别是对于有刷电机的霍尔编码器反馈以及无刷电机的FOC(磁场定向控制)原理,作者并没有止步于概念的介绍,而是进一步深入到数学模型和实际应用中的难点。我特别喜欢它关于功率器件选型和驱动电路设计的章节,这部分内容往往是很多初学者容易忽略但又至关重要的环节。书中详细分析了MOSFET、IGBT等功率器件的特性,以及如何根据电机参数选择合适的驱动芯片,并给出了多种驱动电路的实现方案,包括半桥、全桥驱动的优缺点分析,以及EMI(电磁干扰)抑制的策略。我尝试按照书中的建议,优化了我正在开发的一个小型无人机的电机驱动电路,显著降低了驱动过程中的发热和噪声,这一点让我印象深刻。此外,书中还涉及了一些高级话题,例如电机的过流保护、过温保护以及低压欠压保护等,这些都是保证电机系统稳定可靠运行的关键。作者在讲解这些保护机制时,不仅给出了电路设计,还分析了不同保护动作的触发条件和响应速度,让我能够根据实际需求进行灵活选择和配置。总而言之,这本书的内容非常充实,涵盖了从基础理论到工程实践的各个层面,尤其是在深入探讨电机控制的细节和可靠性方面,其价值远超同类书籍。

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小贵

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日本特色的,一本经验总结的好书。

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好书 介绍得很详细

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东西不错,还会继续购买的。

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很不错,值得做驱动器的技术人员看看。

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日本特色的,一本经验总结的好书。

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评价评价评价评价评价评价看了再说。

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很不错,值得做驱动器的技术人员看看。

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