灯哥FOC笔记-----（1）无刷电机概论和硬件控制原理
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无刷电机概论
基本的航模无刷电机结构图如下图所示，分为前盖，中盖，后盖，磁铁，硅铜片，漆包线，轴承和转轴组成。
更为宏观上说，我们可以把电机分为定子部分和转子部分两个部分。这个是最为常见的。
- 定子部分就是有线圈绕组，固定不动的部分。
- 转子就是电机旋转的部分，用于输出电机的转动和扭矩
而进一步，无刷电机可以分为内转子和外转子两种。
内转子无刷电机就是转子在内部。
外转子无刷电机就是转子在外面，我们常见的无刷电机，比如航模无刷电机，就是外转子无刷电机。
而直流无刷电机的驱动，就是依靠改变电机定子线圈的直流交变频率和波形，在定子周围形成磁场，驱动转子永磁体转动，进而带动电机转起来，所以，想要让电机成功驱动，研究如何改变定子线圈的电流交变频率和波形就是我们的工作重点，而这个重点可以进一步分为两个部分，一个是硬件电路部分，一个是软件控制部分。
硬件控制原理
无刷电机和有刷电机的区别，就是说无刷电机没有了有刷电机的电刷，因此它不能够如同有刷电机那样采用机械结构进行电流的换向，而是通过采用MOS这样的器件实现电子换向，MOS本质上可以理解为一种开关，可以控制电流的通断。
我们通过控制不同MOS的通断，线圈电流的大小（通过PWM）和方向就能够改变，比如说当打开Q1和Q2时候，电流的方向由A到B，在流出负极，根据右手螺旋定则（只要有电流流过，就会产生磁场），磁场的产生会导致定子线圈吸引转子的磁铁传动，当转动到一定角度的时候，会停止转动，如果想要继续转动，则需要修改电磁场状态。
所以，我们可以通过开关不同的MOS，控制电机磁极的运动，进而控制无刷电机旋转运动。
所以，对电机的控制就是对MOS管开关的控制，而MOS管的开关规律则用单片机进行控制，这个就是FOC控制算法，FOC控制就是一种对电机运动模型进行抽象化和简化，进而有规律控制各个MOS管开关和通断的过程。