常见电机分类和驱动原理动画[通俗易懂]

常见电机分类和驱动原理动画[通俗易懂]常见电机分类和驱动原理动画文章目录常见电机分类和驱动原理动画基本分类直流有刷电机直流无刷电机(BLDC)步进电机(Steppermotor)舵机(steeringengine)伺服电机(servomotor)基本分类直流有刷电机电机的基本原理就是电磁感应:旋转磁场带动转子转动。电动机是由定子和转子组成,一个产生旋转磁场,一个为磁极,电机的转子(轴承)就转起来了。这便实现了电能->磁能->机械能的转换直流无刷电机(BLDC)BLDC的定子(stator)是通电的线圈,而

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常见电机分类和驱动原理动画

基本分类

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直流有刷电机

电机的基本原理就是电磁感应:旋转磁场带动转子转动
电动机是由定子和转子组成,一个产生旋转磁场,一个为磁极,电机的转子(轴承)就转起来了。
这便实现了 电能->磁能->机械能的转换
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直流无刷电机(BLDC)

BLDC的定子(stator)是通电的线圈,而转子(rotor)却是永磁体!

只要给定子上的线圈接入方向适当的电流,即让电磁铁的磁极方向和永磁体的磁极方向正好对应,就能排斥、或者吸引转子做旋转运动了。
下图就是按顺序单独给线圈通电,使其朝向转子的方向为电磁铁的S极,吸引转子顺时针方向旋转
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以上的驱动方式,即按顺序单独给每个线圈通电,虽然可行,但是未免太过繁琐,效率低下。因此,实际上的BLDC会将那六个线圈两两组合,分成A,B,C三个绕组,这样我们就可以同时驱动两个电磁铁了,效率立马提高了一倍。
但是这还只是用了磁铁“吸引”的特性,别忘了磁铁还有“排斥”的特性。如果我们再同时驱动另外一组线圈,让上一组线圈“吸引”转子的时候,另外一组线圈“排斥”转子,那么我们的转子将会获得更高的驱动力!如下图:
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原来的A,B,C三个绕组是各自独立的,因此控制起来非常麻烦。那如果我们把A,B,C三个绕组接在一起,拼成一个“星形连接(star arrangement)”,本来三个绕组,引出六根线;现在引出的线减少到只有三根线。
电源正极接在右上角的A绕组输入,而电源的负极接在了左下角的B绕组输出。这个时候A绕组和B绕组同时被驱动,而且其极性正好相反,实现了三个绕组独立驱动时一样的效果!
所以只要按照这个顺序:AB-AC-BC-BA-CA-CB,这六个节拍,依次循环驱动定子的绕组,转子就能一直旋转下去!
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步进电机(Stepper motor)

步进电机是讲电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下,电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数,而不受负载变化的影响
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依次改变绕组的磁场就会使转子正转或者反转,比如通电的方向为A-B-C-D时,电机正转,反方向通电时,电机反转。
一般电机的驱动方式为八拍方式驱动:A AB B BC C CD D DA
还有一种方式为四拍方式驱动:AB-BC-CD-DA-AB

舵机(steering engine)

舵机的控制周期为20ms的PWM信号,脉宽从0.5-2.5ms,相对应的舵盘位置为0-180度,呈线性变化。
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伺服电机(servo motor)

伺服电机广泛应用于各种控制系统中,能将输入的电压信号转换为电机轴上的机械输出量。一般的,伺服电机要求电机的转速要收所加电压信号的控制,转速能够随着所加电压信号的变化而连续变化,转矩能通过控制器输出的电流进行控制。

绝大部分的伺服电机是指交流永磁同步伺服电机或者直流无刷电机。伺服电机都是闭环控制系统,应用在各种运动控制尤其随动系统

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