电机的分类 常见电机分类和驱动原理动画
基本分类
DC刷电机
电机的基本原理是电磁感应:旋转磁场驱动转子旋转。
电机由定子和转子组成,一个产生旋转磁场,另一个是磁极,电机转子转动。
这就实现了电能->磁能->机械能的转换
DC无刷电机
BLDC的定子是通电线圈,转子是永磁体!
只要定子上的线圈接一个方向合适的电流,即电磁铁的磁极方向和永磁体的磁极方向正好对应,就可以排斥或吸引转子旋转。
下图中,线圈按顺序分别通电,因此朝向转子的方向是电磁铁的S极,吸引转子顺时针旋转
上述驱动模式,即依次单独激励每个线圈,是可行的,但过于繁琐和低效。所以实际的BLDC会把六个线圈成对组合,分成三个绕组:A、B、C,这样我们就可以同时驱动两个电磁铁,效率立马翻倍。
不过,这只是利用了磁铁的“吸引”特性,别忘了磁铁也有“排斥”特性。如果我们同时驱动另一组线圈,让前一组线圈“吸引”转子,而另一组线圈“排斥”转子,那么我们的转子将获得更高的驱动力!下图:
原来的绕组A、B、C是独立的,控制起来很麻烦。那么如果我们把三个绕组A、B、C连在一起,做一个“星形连接”,原来的三个绕组引出六根导线;现在出线减少到只有三条。
电源的正极接右上角的A绕组输入,电源的负极接左下角的B绕组输出。此时a绕组和b绕组同时驱动,极性正好相反,这样就达到了三个绕组独立驱动时的效果!
因此,只要定子绕组按以下顺序循环驱动:AB-AC-BC-BA-CA-CB,转子就能保持旋转!
步进电机
步进电机是将电脉冲信号转换为角位移或线位移的开环控制元件。在非过载情况下,电机的转速和停止位置仅取决于脉冲信号的频率和脉冲数,不受负载变化的影响
依次改变绕组的磁场会使转子正转或反转。例如,通电方向为A-B-C-D时,电机正转,相反方向通电时,电机反转。
电机的驱动方式一般为八拍:A AB B BC C CD D DA
另一种方法是四拍驾驶:AB-BC-CD-DA-AB
转向装置
舵机的控制周期为20毫秒PWM信号,脉冲宽度为0.5-2.5毫秒,对应的方向盘位置为0-180度,呈线性变化。
伺服电动机
伺服电机广泛应用于各种控制系统中,可以将输入电压信号转换成电机轴上的机械输出。一般来说,伺服电机要求电机的速度应该由施加的电压信号来控制,速度可以随着施加的电压信号的变化而连续变化,扭矩可以由控制器输出的电流来控制。
大多数伺服电机是指交流永磁同步伺服电机或DC无刷电机。伺服电机是闭环控制系统,用于各种运动控制系统,尤其是伺服系统
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