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2025/8/20 10:51
电机专题(直流有刷、无刷电机,步进电机……)超详细!!!_驱动直流有刷电机的定时器频率给多少合适-CSDN博客
https://blog.csdn.net/weixin_66915667/article/details/134850563
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电机专题(直流有刷、无刷电机,步进电机……)超详细!!!
Martin272
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文章标签: 单片机 stm32
于 2023-12-07 14:56:47 发布
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该博客聚焦电机专题,介绍了直流有刷、无刷、舵机、伺服、步进等电机的原理与特点。详细分析了H桥驱动电路,引入PWM脉冲调制实现电机调速。还阐述了编码器原理及计算方
法,给出了驱动各类电机的代码,对比了步进电机梯型和S型加减速算法。
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电机专题
文章目录
电机专题
1. 初识电机
1.1 电机简介
1.2 电机分类
1.3 各类电机简介
2. 驱动直流有刷电机
2.1 H桥驱动电路分析
2.2 引入PWM脉冲调制
2.3 代码部分
3. 编码器
3.1 编码器简介
3.2 编码器的分类
3.3 编码器参数
4. 驱动直流无刷电机
4.1 三步换向原理分析
4.2 代码部分
5. 步进电机
5.1 步进电机基础知识
5.2 步进电机工作原理
5.3 57步进电机
5.3.1 代码部分
5.4 步进电机加减速
5.4.1 梯型加减速
5.4.1.1 代码部分
5.4.2 S型加减速
5.4.2.1 代码部分
1. 初识电机
1.1 电机简介
电机,即电动机(motor)俗称马达,是电能转化为机械能的总称
1.2 电机分类
按电源分可以分为: 直流电机 和交流电机(异步和同步电机)
按用途用分可分为:驱动类电机,和控制类电机
1.3 各类电机简介
1.3.1 直流有刷电机
直流有刷电机包括直流有刷电机和直流有刷减速电机。
直流有刷电机是内含电刷装置的将直流电能转换成机械能的(直流电动机)。
直流有刷电机是所有电机的基础,它具有启动快、制动及时、可在大范围内平滑地调速、控制电路相对简单等特点。
有刷电机内部示意图:
直流有刷电机的特点:
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(异步和同步电机)
电机

2025/8/20 10:51
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成本低,操控简单
电刷和换向器之间有摩擦,导致换向时产生电火花易产生电磁干扰,故障多,维护工作量大,寿命短(600~1000小时),电机故障通常只要更换碳刷;
生活中常见的直流有刷电机:
直流有刷减速电机
直流减速电机,即齿轮减速电机,是在普通直流电机的基础上,加上配套齿轮减速箱提供较低的转速,较大的力矩。同时,齿轮箱不同的减速比可以提供不同的转速和力矩。这大大提高了,直流
电机在自动化行业中的使用率。
直流有刷电机工作原理:
左手定则:左手定则是判断通电导体处于磁场中时,所受安培力 F (或运动)的方向、 磁感应强度B的方向以及通电导体棒的电流 I 三者方向之间的关系的定律。 通过左手定则可以知道通电导体在
磁场中的受力方向,示意图如下:
有刷电机的工作原理是通过机械换向,将电源通过电刷和换向器将电流引入电枢绕组,实现电枢电流的换向。
下图是直流有刷工作原理图:
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AB为碳刷,DC为换向器,根据左手定则,持续顺时针旋转,将电源正负极调过来则持续逆时针旋转。
1.3.2 直流无刷电机
直流无刷电机 (BLDC)是指无电刷和换向器(或集电环)的电机,又称无换向器电机。
无刷电机又分为:内转子式无刷电机(一般工业上用的比较多),外转子式无刷电机(一般用在飞行器上),永磁同步电机(PMSM)
永磁同步电机(PMSM)电机与一般的直流无刷电机(BLCD)电机有所不同,主要表现在反电动势上,一般的无刷电机方波(梯形波),而PMSM是正弦波,示意图如下:
无刷电机工作原理:
无刷电机的工作原理是通过电子控制器控制无刷电机的电子换向器,使电流按照一定的规律在无刷电机的三相线圈之间流动,产生旋转磁场。无刷电机内部有永磁体,这个旋转磁场会与永磁体的
磁场相互作用,产生转矩,从而使电机转动。
直流无刷电机的特点:
没有了碳刷结构,干扰小,噪音低,运转流畅,高速,而且寿命更长(10000小时以上,损坏只能更换);
控制较为复杂,可以使用方波(6步换向)或者正弦波换相(FOC)。
1.3.3 舵机
舵机(Servo)实际上可以看作一个伺服电机,主要由直流电机、减速齿轮组、角度传感器、控制电路构成。
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2025/8/20 10:51
电机专题(直流有刷、无刷电机,步进电机……)超详细!!!_驱动直流有刷电机的定时器频率给多少合适-CSDN博客
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舵机的特点:
一般而言旋转角度范围在0-180°
闭环系统,可以反馈转动的角度信息
通过控制PWM脉冲占空比大小,指定输出轴的旋转角度
一般是用在飞机的舵面,机器人 关节等等
1.3.4 伺服电机
伺服电机(servo motor)可以理解为绝对服从控制信号指挥的电机。其主要特点是,当信号电压为零时无自转现象(不会由于惯性而继续转)。它由两部分组成:伺服驱动器、电机(通常是永磁
同步电机,PMSM)。
伺服电机特点:
可使控制速度,位置精度非常准确,效率高,寿命长。
驱动器可设置电机工作在转速、转矩、位置等模式。
价格昂贵,一套至少都是大几k以上;控制较复杂,一般需要专业的人士才能控制。
一般是用在自动化生产线,机器人,自动化工业设备等等
1.3.5 步进电机
步进电机是一种把电脉冲信号转换为角位移或线位移的电动机。在空载低频的情况下,一个脉冲就是一步,可以精准的控制旋转角度。但步进电机是开环的控制电机,如有干扰(不能满足空载低
频),是否一个脉冲对应一步是不一定的。步进电机常根据外观尺寸来得名,如42步进电机、57步进电机等。
步进电机工作原理:
步进电机的工作原理是 利用电子电路将直流电变成分时供电的多相时序控制电流,用这种电流为步进电机供电,步进电机才能正常工作。步进电机驱动器是给步进电机提供电源和控制其运转的设备,
它通过接收脉冲信号来驱动步进电机按照设定的方向旋转 。
步进电机特点:
控制简单,低速扭矩大、速度取决脉冲频率、角位移取决脉冲个数等特点;
存在空载启动频率,不可高于该频率否则就会丢步甚至是堵转。
一般是应用在3D打印机,绘图仪,数控机床等等
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步进电机常根据外观尺寸来得名,如42步进电机、 57步进电机等。
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