基本分類(lèi)
直流有刷電機
電機的基本原理就是電磁感應:旋轉磁場(chǎng)帶動(dòng)轉子轉動(dòng)。
電動(dòng)機是由定子和轉子組成,一個(gè)產(chǎn)生旋轉磁場(chǎng),一個(gè)為磁極,電機的轉子(軸承)就轉起來(lái)了。
這便實(shí)現了 電能->磁能->機械能的轉換
直流無(wú)刷電機(BLDC)
BLDC的定子(stator)是通電的線(xiàn)圈,而轉子(rotor)卻是永磁體!
只要給定子上的線(xiàn)圈接入方向適當的電流,即讓電磁鐵的磁極方向和永磁體的磁極方向正好對應,就能排斥、或者吸引轉子做旋轉運動(dòng)了。
下圖就是按順序單獨給線(xiàn)圈通電,使其朝向轉子的方向為電磁鐵的S極,吸引轉子順時(shí)針?lè )较蛐D
以上的驅動(dòng)方式,即按順序單獨給每個(gè)線(xiàn)圈通電,雖然可行,但是未免太過(guò)繁瑣,效率低下。因此,實(shí)際上的BLDC會(huì )將那六個(gè)線(xiàn)圈兩兩組合,分成A,B,C三個(gè)繞組,這樣我們就可以同時(shí)驅動(dòng)兩個(gè)電磁鐵了,效率立馬提高了一倍。
但是這還只是用了磁鐵“吸引”的特性,別忘了磁鐵還有“排斥”的特性。如果我們再同時(shí)驅動(dòng)另外一組線(xiàn)圈,讓上一組線(xiàn)圈“吸引”轉子的時(shí)候,另外一組線(xiàn)圈“排斥”轉子,那么我們的轉子將會(huì )獲得更高的驅動(dòng)力!如下圖:
原來(lái)的A,B,C三個(gè)繞組是各自獨立的,因此控制起來(lái)非常麻煩。那如果我們把A,B,C三個(gè)繞組接在一起,拼成一個(gè)“星形連接(star arrangement)”,本來(lái)三個(gè)繞組,引出六根線(xiàn);現在引出的線(xiàn)減少到只有三根線(xiàn)。
電源正極接在右上角的A繞組輸入,而電源的負極接在了左下角的B繞組輸出。這個(gè)時(shí)候A繞組和B繞組同時(shí)被驅動(dòng),而且其極性正好相反,實(shí)現了三個(gè)繞組獨立驅動(dòng)時(shí)一樣的效果!
所以只要按照這個(gè)順序:AB-AC-BC-BA-CA-CB,這六個(gè)節拍,依次循環(huán)驅動(dòng)定子的繞組,轉子就能一直旋轉下去!
步進(jìn)電機(Stepper motor)
步進(jìn)電機是講電脈沖信號轉變?yōu)榻俏灰苹蚓€(xiàn)位移的開(kāi)環(huán)控制元件。在非超載的情況下,電機的轉速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數,而不受負載變化的影響
依次改變繞組的磁場(chǎng)就會(huì )使轉子正轉或者反轉,比如通電的方向為A-B-C-D時(shí),電機正轉,反方向通電時(shí),電機反轉。
一般電機的驅動(dòng)方式為八拍方式驅動(dòng):A AB B BC C CD D DA
還有一種方式為四拍方式驅動(dòng):AB-BC-CD-DA-AB
舵機(steering engine)
舵機的控制周期為20ms的PWM信號,脈寬從0.5-2.5ms,相對應的舵盤(pán)位置為0-180度,呈線(xiàn)性變化。
伺服電機(servo motor)
伺服電機廣泛應用于各種控制系統中,能將輸入的電壓信號轉換為電機軸上的機械輸出量。一般的,伺服電機要求電機的轉速要收所加電壓信號的控制,轉速能夠隨著(zhù)所加電壓信號的變化而連續變化,轉矩能通過(guò)控制器輸出的電流進(jìn)行控制。
絕大部分的伺服電機是指交流永磁同步伺服電機或者直流無(wú)刷電機。伺服電機都是閉環(huán)控制系統,應用在各種運動(dòng)控制尤其隨動(dòng)系統
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