Двигатель постоянного тока работает от электричества постоянного тока. Подключите батарею, и он будет вращаться. Измените полярность, и он будет вращаться в другую сторону. Эта простота сделала двигатели постоянного тока первыми практичными электродвигателями, и они используются повсюду, от игрушек до шарниров роботов.

В коллекторном двигателе постоянного тока для переключения направления тока в обмотках используется механический коммутатор. Он дешев и прост в управлении, но изнашивается. В бесщеточном двигателе постоянного тока коммутатор заменен электронным переключателем. Он служит дольше, работает с меньшим нагревом и развивает больший крутящий момент на единицу размера. Бесщеточные двигатели доминируют в современной робототехнике, дронах и электромобилях.

Характеристики двигателя постоянного тока

• Скорость пропорциональна напряжению.
• Крутящий момент пропорционален току.
• Коллекторные двигатели: простые, дешевые, но требующие частого обслуживания.
• Бесщеточные двигатели: эффективные, долговечные, требуют контроллера.
• Коробки передач обменивают скорость на крутящий момент.

Управление простое. Широтно-импульсная модуляция изменяет среднее напряжение для установки скорости. H-образный мост позволяет менять направление вращения. Энкодеры обеспечивают обратную связь по положению для замкнутого контура управления. Двигатель постоянного тока не отличается эффектным внешним видом, но он является «рабочей лошадкой» движения. Каждый шарнир робота, каждая конвейерная лента, каждое электрическое стекло в автомобиле работают на нём. Понимание принципа его работы является основополагающим для любого, кто создаёт движущиеся машины.