有刷直流电机由哪些部分组成？工作原理是什么？

有刷直流电机由哪些部分组成？工作原理是什么？

有刷/无刷电机的调速控制区别是什么？

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李亮涟

2021-9-24 14:24:42

微型直流减速电机也被称为马达。
0 有刷直流电机简述

组成结构

有刷直流电机由定子和转子两大部分组成。直流电机运行时静止不动的部分称为定子，主要作用是产生磁场；运行时转动的部分称为转子（或称电枢），由转轴、电枢铁心、电枢绕组、换向器和风扇等组成，其主要作用是产生电磁转矩和感应电动势。

工作原理

电流通过转子上的线圈产生安培力，当转子上的线圈与磁场平行时，再继续转受到的磁场方向将改变，因此此时转子末端的电刷跟转换片交替接触，从而线圈上的电流方向也改变，产生的洛伦兹力方向不变，所以电动机能保持一个方向转动。
齿轮减速机

齿轮减速机是利用各级齿轮传动来达到降速的目的，降速同时提高输出转矩，转矩输出比例按电机输出乘减速比；同时降低了负载的惯量，惯量的减少为减速比的平方。

节选自《通用机器人教育》北京理工大学出版社史陈新
http://book.chaoxing.com/ebook/detail_896136827ddb89f9f8cbd7cee6786b9a44b44cc2e.html

电机的保养

需定时给轴承加润滑油脂或更换轴承。
1直流电机参数

1.1关键技术参数

电压：12V/24V
电流：分为空载电流和负载电流，单位为mA
输出功率
转矩（扭矩）：电机转动的力量大小，单位为 kg.m 或N.m。转矩是一种力矩。
转速：分为空载转速和负载转速，单位为r/min或rpm

其他还有噪音、效率、发热量、稳定性、耗电量。
1.2 电机选购时的注意点

选购直流电机组装小车时应注意：

电机的尺寸：会影响底盘的高度（轮胎大小相同的情况下）和对底盘的占用面积
重量：影响车辆速度
轴的形状&轴径：用于选购对应轮胎
轴的位置：偏心轴还是中心轴
永磁/非永磁
采用永磁体作为定子的电机叫永磁电机，采用线圈（电磁铁）作为定子的电机叫非永磁电机。前者各方面参数均明显优于后者。
有刷/无刷
无刷电机与有刷电机的最明显的区别在于前者去掉了有刷电机用来交替变换电磁场的换向电刷。
无刷电机兼具交流电动机和直流电动机的优点，性能优于有刷电机，并有取代后者的趋势，适用于对控制精度和转速有较高要求的设备。
对于无刷电机，输入的直流电需要电子调速器变成三相交流电。

综上要获得良好的性能可选择永磁无刷直流电动机。
1.3 无刷电机的分类

无刷电动机按照是否使用传感器分为有感电动机和无感电动机。
有感无刷电动机必须使用转子位置传感器来监测其转子位置。转子传感器也由定、转子部分组成：转子位置传感器的转子部分与电动机本体同轴，可跟踪电动机本体转子的位置；转子位置传感器的定子部分固定于电动机本体定子或端盖上，以感受和输出电动机转子的位置信号。
转子位置传感器最常用的是霍尔传感器。
2直流电机的调速控制

2.1有刷/无刷电机的调速控制区别

无刷直流电机由电机主体和电调组成，换相的工作交由电调来完成。
有刷和无刷两种电机的调速控制实质都是调压，只是由于无刷直流采用了电子换向，所以要有数字控制才可以实现；而有刷直流电机通过电刷和换向器进行机械换向，模拟和数字控制都可以控制，比较简单。
有刷电机和无刷电机都可以通过变压调速（PWM调速）。

//m.obk20.com/article/1049628.html 有刷电机、无刷电机差异对比

2.2电调

国内无刷直流电动机昂贵的价格只要在于加入了电调的成本。

上图为无刷电调。电调的输入线与电池连接；电调的输出线（有刷两根、无刷三根）与电机连接；电调的信号线与接收机连接。

电调，全称电子调速器（Electronic Speed Control，ESC），相当于电机驱动器，它根据控制信号调节电动机的转速。针对电机不同，可分为有刷电调（两根输出线）和无刷电调（三根输出线）。
电调内的单片机会通过PWM信号线接收启动、停止、制动信号，以控制马达的启动、停止和制动；接收正反转信号，用来控制逆变桥各功率管的通断，使马达产生连续转矩；接收速度指令和速度反馈信号，用来控制和调整马达转速。
无刷电机工作必须要有电调才能转动，一个电调配一个无刷电机；而有刷电机可以直接供电全速运转，但这样就无法调速了，不过有刷电机并不一定需要电调来调速，也可以借助PWM电机驱动威廉希尔官方网站。
电调并不能兼容所有电机，它必须根据电机的功率等参数来进行选择。