直流电机

直流电机简介

直流电机（Direct Current Motor）是一种将直流电能转换为机械能的电动机，广泛应用于各种需要精确控制速度和位置的机械系统中。直流电机因其调速范围广、启动性能好、控制简单等特点，在工业、家用电器、机器人等领域得到广泛应用。
直流电机的工作原理
直流电机的基本工作原理是利用电磁感应定律和电磁力相互作用。当直流电流通过电机的线圈（绕组）时，在线圈周围产生磁场，这个磁场与电机磁极的磁场相互作用，产生电磁力，推动电机转子旋转。

基本结构

1. 定子（Stator）：

• 定子是直流电机的静止部分，通常包括磁极、机座和电刷装置。
• 磁极：定子中的磁极产生恒定磁场，通常由永磁体或电磁铁构成。

2. 转子（Rotor）：

• 转子是直流电机的旋转部分，通常包括绕组和换向器。
• 绕组：绕组是由导线绕成的线圈，当电流通过时产生电磁力。
• 换向器：换向器与电刷接触，负责改变绕组中的电流方向，确保转子连续旋转。

3. 电刷（Brush）：

• 电刷是与换向器接触的部分，通常由石墨制成，用于将电流传递给转子绕组。

直流电机的控制

直流电机的控制主要包括速度控制和位置控制两大方面。

1. 速度控制：

• 调压控制：通过改变电机输入电压来调节速度。
• PWM控制（脉宽调制）：通过调节电机输入电压的占空比来控制速度，常用于电子控制器中。

2. 位置控制：

• 开环控制：不使用反馈信号，控制简单，适用于精度要求不高的场合。
• 闭环控制：使用反馈信号（如编码器信号）进行精确控制，适用于精度要求高的场合，如机器人、数控机床等。
  PWM的思路就是利用定时器中断计数，划分一定的范围不供电，在高频下显出的效果就是电机转速的变化。