常见电机分类和驱动原理动画[通俗易懂]

大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。

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(Stepper motor)
  • 舵机(steering engine)
  • 伺服电机(servo motor)

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

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：

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！

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

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。

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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