【嵌入式--伺服电机】直流有刷电机工作原理

发布时间 2023-06-06 08:45:48作者: imxiangzi

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前言
1.磁场的产生方法
小型的直流有刷电机磁场的产生方法
大型的直流有刷电机磁场的产生方法
2.电枢绕组及电枢电流定义
3.换向器定义
4.电枢定义
5.有刷直流电机驱动硬件设计
6.直流有刷电机速度控制:脉冲宽度调制技术(PWM)
7.直流有刷电机速度和力矩、位置、方向控制规律
前言
认知有限,望大家多多包涵,有什么问题也希望能够与大家多交流,共同成长!
本文先对直流有刷电机工作原理做个简单的介绍,具体内容后续再更,其他模块可以参考去我其他文章

提示:以下是本篇文章正文内容

1.磁场的产生方法
小型的直流有刷电机磁场的产生方法
通过一对静止的磁极铁芯产生磁场的,【防盗标记–盒子君hzj】若两个对称的磁极能刚好围成360度,则磁极内部的磁感应强度沿圆周为正弦分布;
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大型的直流有刷电机磁场的产生方法
通过励磁绕组代替磁极铁芯产生磁场,磁场是直流电通过磁极绕组产生的,磁极绕组中的电流称为励磁电流。

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2.电枢绕组及电枢电流定义
绕轴上的线圈称为电枢绕组,电枢绕组上的电流称为电枢电流

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3.换向器定义
电枢绕组两端两个相互绝缘的半圆形铜片称为换向器,【防盗标记–盒子君hzj】有电流机械换向的功能,材料一般是碳质电刷

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4.电枢定义

铁芯,电枢绕组和换向器共同组成电枢

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5.有刷直流电机驱动硬件设计
最简单H桥驱动示例~

使用MOS管搭建H桥的驱动电路,实现有刷直流电机的速度和方向的控制
1、电机方向通过MOS管的开通相序控制;
2、电机速度通过占空比PWM控制;【防盗标记–盒子君hzj】
3、此外还有直流专用的驱动芯片,如半桥驱动器等等;

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使用三极管或者MOS管搭建H桥的驱动电路


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6.直流有刷电机速度控制:脉冲宽度调制技术(PWM)

结论:
(1)100%导通两相绕组,绕组中的电流非常大,转子的瞬时转矩非常大,转子的速度就非常高
(1)控制直流无刷电机的位置和方向靠电压信号;控制直流无刷电机的速度靠PWM信号控制电流;
(2)PWM的信号频率一般在十几KHZ,频率过低控制输出的电机噪声很大,频率过高开关元器件的开关损耗很大
(3)PWM实现对应也有4个类型

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7.直流有刷电机速度和力矩、位置、方向控制规律
1、力矩正比于电流
2、速度正比于电压
3、速度正比于反电动势(电源电压)
4、方向和位置又电压相序决定
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