直流電機的一些簡單分析(小白總結文)

作爲一個工控領域偏應用的菜雞程序員來說,平時程序開發過程中雖然沒有涉及關於電機具體參數配置的開發,但是日常業務交流的過程中,不可避免有許多業務交流中會聽到大佬們講的黑話。下面來清掃一下電機相關知識的盲區。

1,什麼是電機?

電機包括電動機和發電機 ,俗稱馬達,根據電磁感應定律實現電能轉換或者傳遞的一種電磁裝置。(詳見百度)

我們常用來實現控制的是電動機。

2,電機的分類?

根據控制電機的方式可分爲,伺服,步進,力矩,開關磁阻,直流無阻。

根據通過電機的電流,可以分爲直流電機和交流電機。交流電機又可分爲同步電機和異步電機。

根據給電機的信號是控制電機的速度還是位置可以分爲,位置信號電機和速度信號電機。見下圖:

3,直流電機中的常見術語?

3.1 空載轉速:

電機正常通電無負載狀態的轉速(單位:rpm或轉/分鐘或r/min)

3.2空載電流:

電機正常通電無負載狀態的電流(單位毫安mA)

3.3負載力矩:

電機負載測試時候的額定扭矩,僅用於測試參考(單位克每釐米或公斤每釐米)

3.4負載轉速

電機在負載力矩下的轉速(單位:rpm或轉/分鐘或r/min)

3.5負載電流:

電機在負載力矩下的電流(單位毫安或者安)

3.5堵轉力矩:

又叫啓動扭力,爲電機所能承受的最大扭力標準,超過該扭力,電機將停轉或者堵轉(單位克每釐米或公斤每釐米)

3.6堵轉電流:

也叫啓動電流,爲電機遇到堵轉停止時候的最大電流(單位毫安或者安)

3.7減速比:

減速裝置的傳動比,由減速齒輪結構決定:減速電機輸出軸轉速與直流電機轉速之比

3.8霍爾分辨率:

電機輸出軸旋轉一週霍爾編碼器輸出的脈衝數

 

4,電機控制如圖示:

 

5,控制電機的H橋電路簡析:

不同橋臂之間接通,對電機的控制也是不同的。控制電機的正反轉 一定要加電機驅動的原因。

電機的對角線電橋導通,電機正轉或者反轉;

電機的半橋不能導通。

電機的橋臂完全斷開,電機處於“惰性”狀態。(不運動個也不阻礙運動 )

電機的上部分橋臂或者下部分橋臂單獨閉合,電機處於“剎車”狀態。(不運動但是會阻礙運動)

H橋電路的受限單極模式,單極模式,雙極模式

受限單極模式:

單極模式:

雙極模式:

極限單極實現電機正轉,電路中的q1輸出pwm電壓,q4打開,其餘橋臂關閉。

反轉同理(對稱交換一下)。

單極實現電機正轉,電路中的q1輸出pwm電壓,利用高級定時器的定時器通道和互補通道,q2輸出與q1相反對的pwm

q4打開打開,其餘橋臂關閉。

反轉同理(對稱交換一下)。

雙極Q1 Q4輸出相同的pwm波,Q2,Q3輸出相同的pwm波,而且與Q1互補。

假設Q1佔空比爲w,輸出電壓值的計算公式:V m= (w-(1-w))V=(2w-1)V;

電壓正,正轉,否則反轉,佔空比控制電壓的正反轉;

實際控制中應用比較多的是單極模式或者雙極模式。雙極模式比較穩定但是相對耗電。

以上是小白對電機的一些簡單的總結,歡迎各位大佬指出不足之處。

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