直流电机原理及应用 点击：3418 | 回复：10
发表于：2008-03-25 15:16:00
楼主
运动控制系统是以机械运动的驱动设备──电机为控制对象，以控制器为核心，以电力电子器件及功率变换装置为执行机构，在自动控制理论的指导下组成的电气传动自动控制系统。这类系统控制电机的转矩、转速和转角，将电能转换为机械能，实现运动控制的运动要求。可以看出，控制技术的发展是通过电机实现系统的要求，电机的进步带来了对驱动和控制的要求。电机的发展和控制、驱动技术的不断成熟，使运动控制经历了不同的发展阶段。
嵌入式系统设计人员在电子应用初期就采用电磁控制电路，为电机、继电器、螺线管和扬声器提供激励，但现今的运动控制技术则更加复杂，因为系统要求多个电机或制动器之间的协调实现精确运动。设计师通常选用直流电机或步进电机作精密运动控制。可以将每种类型电机用于开环情况下，或使用电机自身反馈或设备中其它部分的反馈，以保证精度。每种类型的电机都有无数种变体，它们有各自的优点、缺点以及最适宜的应用。
步进电机是最流行的运动控制设备之一，因为它们能够以非连续的步长进行运动，产生精确的角度位置信息，也相对比较容易控制。步进电机的转子由按照串联电极排列的永磁体构成，它们决定了每步的大小。定子中含有多个绕组，产生的磁场与转子的永磁体之间产生互相作用。控制电路产生的一个脉冲序列使定子绕组的电源接通和中断，电机便产生正向或反向旋转。定子脉冲序列反向就会改变旋转方向，而由脉冲的频率控制旋转速度。要使一个步进电机旋转，必须不断地使绕组通电和断电。反之，如果一个绕组持续给予能量，则电机会停止旋转，通过保持力矩使之维持在某个角度位置上。
直流电机也得到了广泛的应用，也可精确地控制旋转速度或转矩。直流电机是通过两个磁场的互作用产生旋转。定子通过永磁体或受激励电磁铁产生一个固定磁场，转子由一系列电磁体构成，当电流通过其中一个绕组时会产生一个磁场。对有刷直流电机而言，转子上的换向器和定子的电刷在电机旋转时为每个绕组供给电能。通电转子绕组与定子磁体有相反极性，因而相互吸引，使转子转动至与定子磁场对准的位置。当转子到达对准位置时，电刷通过换向器为下一组绕组供电，从而使转子维持旋转运动。
电机的速度与施加的电压成正比，输出转矩则与电流成正比。对直流电机的控制是一个挑战，因为必须在工作期间改变直流电机的速度。直流电机高效运行的最常见方法是施加一个 PWM（脉宽调制）方波，其通-断比率对应于所需速度。电机起到一个低通滤波器作用，将 PWM 信号转换为有效直流电平。PWM 驱动信号很常用，因为使用微处理器的控制器很容易产生 PWM 信号。虽然用精确的脉冲宽度可以调节电机的速度，实际应用中的 PWM 频率却是可变的，设计师应对其进行优化，以防止电机颤抖，发出耳朵听得到的噪声和 RFI。如要使直流电机反转，必须转换电机中电流的方向，为此，大多数设计师采用排列成 H 型的4个开关装置。
直流电机的一个最常见变体可以消除电致噪声，电刷也易于维护，但牺牲了控制器的简单性。无刷直流电机基本上是一个同步电机，转子采用永磁体，定子使用绕组。定子绕组排列成三相 Y 型连接，具有不规则四边形的转矩特性。通电后的定子绕组会产生电磁极性，吸引转子，产生转矩。当在定子相位上施加合宜顺序的电压时，就可以在定子上建立并维持一个旋转磁场。定子电流必须与转子磁场同步才能产生转矩。大多数无刷直流电机采用霍尔效应传感器来读取电机的旋转位置，使控制器以合适的顺序切换三个绕组相位的通断，从而产生旋转运动。
转自《展 峻 的 笔 记》
嵌入式系统设计人员在电子应用初期就采用电磁控制电路，为电机、继电器、螺线管和扬声器提供激励，但现今的运动控制技术则更加复杂，因为系统要求多个电机或制动器之间的协调实现精确运动。设计师通常选用直流电机或步进电机作精密运动控制。可以将每种类型电机用于开环情况下，或使用电机自身反馈或设备中其它部分的反馈，以保证精度。每种类型的电机都有无数种变体，它们有各自的优点、缺点以及最适宜的应用。
步进电机是最流行的运动控制设备之一，因为它们能够以非连续的步长进行运动，产生精确的角度位置信息，也相对比较容易控制。步进电机的转子由按照串联电极排列的永磁体构成，它们决定了每步的大小。定子中含有多个绕组，产生的磁场与转子的永磁体之间产生互相作用。控制电路产生的一个脉冲序列使定子绕组的电源接通和中断，电机便产生正向或反向旋转。定子脉冲序列反向就会改变旋转方向，而由脉冲的频率控制旋转速度。要使一个步进电机旋转，必须不断地使绕组通电和断电。反之，如果一个绕组持续给予能量，则电机会停止旋转，通过保持力矩使之维持在某个角度位置上。
直流电机也得到了广泛的应用，也可精确地控制旋转速度或转矩。直流电机是通过两个磁场的互作用产生旋转。定子通过永磁体或受激励电磁铁产生一个固定磁场，转子由一系列电磁体构成，当电流通过其中一个绕组时会产生一个磁场。对有刷直流电机而言，转子上的换向器和定子的电刷在电机旋转时为每个绕组供给电能。通电转子绕组与定子磁体有相反极性，因而相互吸引，使转子转动至与定子磁场对准的位置。当转子到达对准位置时，电刷通过换向器为下一组绕组供电，从而使转子维持旋转运动。
电机的速度与施加的电压成正比，输出转矩则与电流成正比。对直流电机的控制是一个挑战，因为必须在工作期间改变直流电机的速度。直流电机高效运行的最常见方法是施加一个 PWM（脉宽调制）方波，其通-断比率对应于所需速度。电机起到一个低通滤波器作用，将 PWM 信号转换为有效直流电平。PWM 驱动信号很常用，因为使用微处理器的控制器很容易产生 PWM 信号。虽然用精确的脉冲宽度可以调节电机的速度，实际应用中的 PWM 频率却是可变的，设计师应对其进行优化，以防止电机颤抖，发出耳朵听得到的噪声和 RFI。如要使直流电机反转，必须转换电机中电流的方向，为此，大多数设计师采用排列成 H 型的4个开关装置。
直流电机的一个最常见变体可以消除电致噪声，电刷也易于维护，但牺牲了控制器的简单性。无刷直流电机基本上是一个同步电机，转子采用永磁体，定子使用绕组。定子绕组排列成三相 Y 型连接，具有不规则四边形的转矩特性。通电后的定子绕组会产生电磁极性，吸引转子，产生转矩。当在定子相位上施加合宜顺序的电压时，就可以在定子上建立并维持一个旋转磁场。定子电流必须与转子磁场同步才能产生转矩。大多数无刷直流电机采用霍尔效应传感器来读取电机的旋转位置，使控制器以合适的顺序切换三个绕组相位的通断，从而产生旋转运动。
转自《展 峻 的 笔 记》
发表于：2009-06-10 09:08:11
10楼
武汉金威特电子科技有限公司是一家专业从事直流无刷电机驱动智能控制的研发、生产、销售的科技型企业。2006年成功将直流无刷电机智能控制技术运用到电动执行机构上，并且与多家执行机构生产厂家配套合作，执行机构使用直流无刷电机驱动后性能有很大的提高，柔性启动，柔性关闭，无极调速，电机速度变化中力矩稳定，启动电流小，力矩大，在频繁的启动情况下，电机温度低，红外遥控，操作简便，具备了执行机构所有的功能，完全有取代国外同类产品的趋势，在市场上取得了很好效应。如国内有其他执行机构生产厂家想提升产品的性价比和档次，请尽快与我们联系。公司网址：www.whjwt.com 联系人：刘胜 13995631583
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