最全直流电机工作原理与控制电路解析(无刷+有刷+伺服+步进).pdfVIP

海纳百川，有容乃大；壁立千仞，无欲则刚。——林则徐

最全直流电机工作原理与控制电路解析（无

刷+有刷+伺服+步进）

直流电动机是连续的执行器，可将电能转换为（机械）能。直

流电动机通过产生连续的角旋转来实现此目的，该角旋转可用于旋转

泵，风扇，压缩机，车轮等。

与传统的旋转直流电动机一样，也可以使用线性电动机，它们

能够产生连续的衬套运动。基本上有三种类型的常规电动机可用：AC

型电动机，（DC）型电动机和步进电动机。

典型的小型直流电动机

交流电动机通常用于高功率的单相或多相（工业）应用中，需

要恒定的旋转扭矩和速度来控制大负载，例如风扇或泵。

在本（教程）中，我们仅介绍简单的轻型直流电动机和步进电

动机，这些电动机用于许多不同类型的（电子），位置控制，微处理

器，（PI）C和（机器人）类型的电路中。

基本直流电动机该直流电动机或直流电动机，以给它的完整的

标题，是用于产生连续运动和旋转，其速度可以容易地控制，从而使

它们适合于应用中使用是速度控制，伺服控制类型的最常用的致动器，

和/或需要定位。直流电动机由两部分组成，“定子”是固定部分，而“转

子”是旋转部分。结果是基本上可以使用三种类型的直流电动机。

有刷（电机）–这种类型的电机通过使（电流）流经换向器和碳

刷组件而在绕线转子(旋转的零件)中产生磁场，因此称为“有刷”。定

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子(静止部分)的磁场是通过使用绕制的定子励磁绕组或永磁体产生的。

通常，有刷直流电动机便宜，体积小且易于控制。

无刷电动机–这种电动机通过使用附着在其上的永磁体在转子

中产生磁场，并通过电子方式实现换向。它们通常比常规的有刷型直

流电动机更小，但价格更高，因为它们在定子中使用“霍尔效应”开关

来产生所需的定子磁场旋转顺序，但是它们具有更好的转矩/速度特

性，效率更高且使用寿命更长比同等拉丝类型。

伺服电动机–这种电动机基本上是一种有刷直流电动机，带有某

种形式的位置反馈控制连接到转子轴。它们连接到PWM型控制器并

由其控制，主要用于位置（控制系统）和无线电控制模型。

普通的直流电动机具有几乎线性的特性，其旋转速度取决于所

施加的直流电压，输出转矩则取决于流经电动机绕组的电流。任何直

流电动机的旋转速度可以从每分钟几转(rpm)到每分钟几千转不等，

从而使其适用于电子，汽车或机器人应用。通过将它们连接到（变速

箱）或齿轮系，可以降低它们的输出速度，同时又可以提高电动机的

高速转矩输出。

“有刷”直流电动机传统的有刷直流电动机基本上由两部分组成，

电动机的静止主体称为定子，而内部旋转产生的运动称为直流电动机

的转子或“电枢”。

电机绕制定子是一个电磁电路，由圆形连接在一起的电线圈组

成，以产生所需的北极，南极，然后是北极等类型的旋转固定磁场系

统，这与交流电机不同。定子磁场以施加的频率连续旋转。在这些励

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磁线圈中流动的电流称为电动机励磁电流。

这些形成定子磁场的电磁线圈可以与电动机电枢串联，并联或

同时电连接在一起(复合)。串联绕制直流电动机的定子励磁绕组与电

枢