基于STM32的电机--电机概述
文章目录
- 电机
- 直流有刷电机
- 步进电机
- 伺服电机
- 直流无刷电机
- 舵机
电机
电机：俗称“马达”，依据电磁感应定律实现 电能转换或传递 的一种电磁装置。包括：电动机和发电机。
电动机在电路中是用M表示，它的主要作用是产生驱动转矩，作为用电器或各种机械的动力源，发电机在电路中用字母G表示，它的主要作用是利用机械能转化为电能
电机控制：对电机的启动,加速，运转减速及停止进行的控制
速度控制->就是说要求它一分钟转多少圈
位置控制->要求它就转几圈，圈数的控制
扭矩控制->控制电机输出的力
生活中基本包括四种电机：直流有刷电机，伺服电机，步进电机，交流电机。
直流有刷电机
直流有刷电机(Brushed DC简称BDC)：小时候的四驱车常用这种。其结构简单，操控方便，陈本低廉，具有良好的启动和调速性能等优势。
优点：价格低，控制方便，两根线接到电池两端就可以工作。
缺点：由于电刷和换向器的存在，有刷电机的结构复杂，可靠性差，故障多，维护工作量大，寿命短，换向火花容易产生电磁干扰。
在直流有刷电机的固定部分有磁铁(主磁极)和电刷。转动部分有环形铁芯和绕在环形铁芯上的绕组。
两极有刷直流电机的固定部分(定子)上装设了一对直流激励磁的静止的主磁极N/S,在旋转部分(转子)上装设电枢铁芯。钉子与转自之间有一气隙。在电枢铁芯上放置了由导体炼成的电枢线圈，线圈的首段和末端分别练到两个圆弧形的铜片上，此铜片称为换向片。换向片之间互相绝缘，由换向片构成的整体称为换向器。换向器固定在转轴上，换向片与转轴之间亦互相绝缘。在换向片上放置这一对固定不动的电刷A和B，当电枢旋转时，电枢线圈通过换向片和电刷与外电路接通。
伺服电机：常用在车床等自动化工业设备中，它具有精确的位置控制
步进电机：步进电机是一种将电脉冲信号转换成相应角位移或线位移的电动机。每输入一个脉冲信号，转子就转动一个角度或前进一步，其输出的角位移或线位移与输入的脉冲数成正比，转速与脉冲频率成正比。
交流电机：通常是能够输出较大力矩，但是需要更高的电压380V，功率也需要更高几十千瓦
步进电机
步进电机就是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构；更通俗一点讲：当步进电机驱动器接收到一个脉冲信号，他就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度。我们可以通过控制脉冲的个数来控制电机的角位移量，从而达到精确定位的目的；同时还可以通过控制买中频率来控制电机转动的速率和加速度，从而达到调速的目的。脉冲信号->电机转动一定的角位移量。脉冲频率->电机转动的速度/加速度（有点像舵机的感觉）
优点：控制简单，低速扭矩大，成本低；
缺点：步进电机存在空载启动频率，所以步进电机可以低俗正常运转，但是若高于一定速度时候就无法启动，并伴随有尖锐的的肃叫声；步进电机是开环控制，控制精度一般，没有伺服电机高。
伺服电机
这里简单介绍，私服电机常用于工业控制，学习中过程很少接触，知道远离即可。它能将输入的电压信号（脉冲数）转化为电机轴上的机械输出量，拖动被控制原价，达到控制目的。它的扭矩是通过控制器输出的电流进行控制。它反应要更快，体积更小，控制功率更小一些。尤其随动系统控制类主要运用。绝大部分的伺服电机指的是交流永磁同步伺服电机或者直流无刷电机。
优点：可控制速度，位置等比较精确，效率高，寿命长。
缺点：控制复杂，价格贵，需要专业人士控制。
直流无刷电机
直流无刷电机(BLDCM)：是在有刷直流电动机等基础上发展起来的，但他的驱动电流是不折不扣的交流。一般地，无刷电机的驱动电流有两种，一种是梯形波（也叫方波），另一种是正弦波。一般的，把正弦波驱动的叫做永磁同步电机(PMSM),这个实际就是伺服电机。感兴趣可以搜索一下BLDC正弦波驱动。
直流无刷电机与伺服电机有类似的优缺点。BLDC电机比PMSM电机造价便宜些，驱动控制方法简单一些。
我们现在常见的无人机，四轴飞行器都是用的第一个无刷电机。
舵机
舵机(SERVO,翻译过来为伺服，不是伺服电机)：它由直流电机，减速齿轮，传感器和控制电路组成的一套自动控制系统。通过发送信号，指定输出轴旋转角度。舵机一般而言都有最大旋转角度（可能180度或者360度）。它与普通直流电机的区别在于，直流电机是可以不断的转一圈又一圈，舵机只能在一定角度内转动，一些跳舞机器人就是通过多个舵机组成，每个舵机输出不同的角度，使机体扭动转，就是作为机器人的关节。
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