直流电机使用直流电运行。接上电池,它就会旋转。反接电池极性,它就会反向旋转。正是这种简单性使得直流电机成为最早的实用电机,并广泛应用于从玩具到机器人关节的各种设备中。
有刷直流电机使用机械换向器来切换绕组中的电流方向。它价格低廉且易于控制,但容易磨损。无刷直流电机则用电子开关取代了换向器。它寿命更长、运行温度更低,并且单位尺寸下能产生更大的扭矩。无刷电机在现代机器人、无人机和电动汽车领域占据主导地位。
直流电机特性
- 速度与电压成正比。
- 扭矩与电流成正比。
- 有刷电机:结构简单、价格便宜、容易维护。
- 无刷电机:高效、耐用,需要控制器。
- 变速箱以速度换取扭矩。
控制方式十分简单。脉冲宽度调制通过改变平均电压来设定速度。H桥电路可以实现方向反转。编码器提供位置反馈,用于闭环控制。直流电机虽然并不引人注目,但却是运动的动力源泉。每个机器人关节、每条传送带、汽车的每一个电动车窗都离不开它。对于任何制造运动机器的人来说,理解它的工作原理都是基础。
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