电机分类/常用电机 电机方面知识 电机特性

电机方面知识

电机特性

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直流电

• 步进电机特性

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 电机分类与应用

电机种类概述_电机分类_吮指原味张的博客-CSDN博客参考资料：果果小师弟：H桥电机驱动电路详解设备管理与维修 ：值得一读的电机分类科普1. 电机的分类2. 部分电机介绍2.1 直流有刷电机直流有刷电机(Brushed DC，简称BDC)，由于其结构简单，操控方便，成本低廉，具有良好的偏动和调速性能等优势，被广泛应用于各种动力器件中，小到玩具，按钮调节式汽车座椅，大到印刷机械等生产机械中都能看到它的身影。直流电源的电能通过电刷和换向器进入电枢绕组，产生电枢电流，电枢电流产生的磁场与主磁场相互作用产生电磁转矩，使电机旋转带动负载。优点：价_电机分类https://blog.csdn.net/mahoon411/article/details/110142985?ops_request_misc=%257B%2522request%255Fid%2522%253A%2522169474587416800182752428%2522%252C%2522scm%2522%253A%252220140713.130102334..%2522%257D&request_id=169474587416800182752428&biz_id=0&utm_medium=distribute.pc_search_result.none-task-blog-2~all~top_positive~default-1-110142985-null-null.142%5Ev94%5EchatsearchT3_1&utm_term=%E7%94%B5%E6%9C%BA%E5%88%86%E7%B1%BB&spm=1018.2226.3001.4187

 

直流有刷电机

一文搞懂有刷电机与无刷电机 - 知乎

3D动画演示：有刷直流电机的工作原理_电刷 【换向器】

• 直流有刷电机（BDC）是一种内含电刷装置，可以将直流电能转换成机械能的电动机。在允许的范围之内，只需要调整电压，即可调整它的转速，因此这类电机拥有良好的调速性能。

        直流（有刷）电机通过调节电压、串接电阻、改变励磁都可以调速，但是实际以调节电压最为方便也最为常用，目前主要使用PWM调速，所谓PWM，就是脉冲宽度调制技术，通过高速的开关来实现直流的调压，一个周期内，开的时间长，平均电压就高，调起来很方便，只要开关速度够快，电网的谐波就少，且电流更为连续。

• 我们的平衡小车，平衡自行车等等可以使用这一类电机进行制作。

直流无刷电机

• 直流无刷电机由电动机主体和驱动器组成，是一种典型的机电一体化产品。无刷电机是指无电刷和换向器（或集电环）的电机，又称无换向器电机。直流无刷电机由电动机主体和驱动器组成，是一种典型的机电一体化产品。电动机的定子绕组多做成三相对称星形接法，同三相异步电动机十分相似。电动机的转子上粘有已充磁的永磁体，为了检测电动机转子的极性，在电动机内装有位置传感器。驱动器由功率电子器件和集成电路等构成，其功能是：接受电动机的启动、停止、制动信号，以控制电动机的启动、停止和制动；接受位置传感器信号和正反转信号，用来控制逆变桥各功率管的通断，产生连续转矩；接受速度指令和速度反馈信号，用来控制和调整转速；提供保护和显示等。
• 现在无人机使用大多是无刷电机无刷电调，有刷只出现在入门练习机或玩具上。

空心杯电机（直流电机的无铁芯结构）

拆解空心杯电机，不太常见但很有意思_哔哩哔哩_bilibili

空心杯电动机在结构上突破了传统电机的转子结构形式，采用的是无铁芯转子【主要区别】，也叫空心杯型转子。 这种转子结构彻底消除了由于铁芯形成涡流而造成的电能损耗，同时其重量和转动惯量大幅降低，从而减少了转子自身的机械能损耗。 空心杯电机属于直流、永磁、伺服微特电机。

属于直流电机的一种，航模/无人机等常用。

效率高、转速快、响应快（转动惯量小）、寿命长、体积小

步进电机

• 步进电机是一种将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制电机，是现代数字程序控制系统中的主要执行元件。在非超载的情况下，步进电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲个数，不受负载变化的影响。

主要是依靠定子线圈序列通电，顺次在不同的角度形成磁场，推拉定子旋转。
 

伺服电机

其实伺服电机是这么一种电机，它主要用于比较精准的位置、速度或力矩输出。准确地说，伺服电机不是说一个电机，而是一个系统。所以仅仅一台电机都不能算是伺服电机，因为他们并不具备伺服电机的功能。伺服电机是一个电机系统，它包含电机、传感器和控制器。直流无刷电机可以是伺服电机里面的一部分，交流电机也可以是，但他们并不是伺服电机。作为一个系统，它可以有减速齿轮，也可以没有。伺服电机主要分为交流伺服电机与直流伺服电机。

直流伺服电机特性

• 机械特性在输入的电枢电压保持不变时，电机的转速随电磁转矩变化而变化的规律
• 调节特性直流电机在一定的电磁转矩（或负载转矩）下电机的稳态转速随电枢的控制电压变化而变化
• 动态特性从原来的稳定状态到新的稳定状态，存在一个过渡过程，这就是直流电机的动态

交流伺服电机特性

• 无电刷和换向器，因此工作可靠，对维护和保养要求低
• 定子绕组散热比较方便
• 惯量小，易于提高系统的快速性
• 适应于高速大力矩工作状态

舵机

舵机是个俗称，是玩航模、船模的人起的。因为这种电机比较常用于舵面操纵。

舵机，其实就是个低端的伺服电机系统，它也是最常见的伺服电机系统，因此英文叫做Servo，就是Servomotor的简称。

它将PWM信号与滑动变阻器的电压相比对，通过硬件电路实现固定控制增益的位置控制。也就是说，它包含了电机、传感器和控制器，是一个完整的伺服电机（系统）。价格低廉、结构紧凑，但精度很低，位置镇定能力较差，能够满足很多低端需求。

伺服电机 步进电机 舵机的优缺点和应用场合：

步进电机

步进电机的好处是，你可以省掉用于测量电机转角的传感器。因此在结构上和价格上有一定的优势。而且它的位置和速度控制相对简单。

其缺点是，第一，与同等功率的电机相比载荷比较小，没有角度传感器的情况下不能输出大力矩。第二，功耗相对较大，要么全开，要么全关。所以要么接近满功耗，要么就不能出力。（具体原因和结构可以查阅相关资料，网上到处都是，并不难以理解，我这里就不冗述了）。

因此步进电机一般只用于载荷较小而且十分确定、位置精度要求并不非常高，对体积敏感或在较低价格想要做到较高可靠性的场合。最常见的就是光驱、扫描仪、复印机等等。当然，它和舵机一样，也受到没有能力自行搭建伺服电机系统的业余爱好者的喜爱，在一些业余项目上面用于替代完整的伺服电机系统。

那么举个简单的例子。扫描仪（包括现在商务打印机里面的扫描仪）经常有一个动作，就是在真正扫描之前，扫描器要从滑轨一头先快速运动到另一头。其实那是系统在找位置零点。那里面用的是一个步进电机，它驱动扫描器运动。

但是开始执行扫描任务时，系统并不知道那个扫描器的确切位置（因为没有位置传感器），所以它只能先驱动扫描器向滑轨另一边走。在滑轨的那个尽头，有一个触碰开关，一旦扫描器碰到它，就会产生电信号。这样系统就知道扫描器走到了尽头，这时候就确定了扫描器的位置，这样就可以开始扫描了。

伺服电机