电机种类

直流电机

分为普通的直流电机、直流减速电机、有刷、无刷。

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直流有刷减速电机参数：

空载转速，正常工作电压，电机不带任何负载的转速。

空载电流，正常工作电压，电机不带任何负载的工作电流。单位mA。

负载转速，正常工作电压，电机带负载的转速。

负载力矩，正常工作电压，电机带负载的力矩。单位N·m。

负载电流，电机拖动负载时，实际检测到的定子电流数值。

堵转力矩，电机受反向外力使其停止转动时的力矩。

堵转电流，电机受反向外力使其停止转动时的电流。

减速比，没有减速齿轮时转速与有减速齿轮时转速之比。

功率，额定电压下，能够长期正常运转的最大功率。电动机在制造厂所规定的额定情况下运行时, 输出端的机械功率。额定功率，单位W瓦。

选择集成IC驱动时，要考虑集成IC是否满足电机的驱动电压要求，承受电机工作时的电流等情况。

步进电机

将脉冲信号转换为角位移或线位移的开环控制电机。

空载低频的情况下，一个脉冲就是一步。可以精准的控制旋转角度。

步进电机按照构造方式分类，分为三类分别是反应式、永磁式、混合式。

按照定子上绕组可分为二相、三相、五相等系列。

伺服电机

指在伺服系统中被控制的电机。

单指一个电机的话，只能算一个被控的机械元件。

加上闭环控制系统就可以称之为伺服系统中的电机。

伺服电机分为直流、交流伺服电动机。

舵机

一种常见的伺服电机，由小型直流电机、控制电路板、电位计、齿轮组构成。

按照信号类型划分，模拟信号舵机、数字信号舵机。模拟舵机无MCU微控制器，电路为模拟电路。

按照齿轮划分，金属齿轮舵机、塑料齿轮舵机。

还有，90°、180°、270°、360°舵机。

驱动器种类

有刷电机驱动

核心电路H桥加上一些必要的外围电路，共同组成直流有刷电机的驱动器。

集成电路形式的H桥，一般用于中小功率。

分立元件形式的H桥，通常用于大功率或者超大功率需求，主要由MOSFET或IGBT晶体管组成。

MCU的引脚，无法直接驱动MOS管等元件，需要加上专用的MOS管驱动芯片。

直流有刷电机驱动芯片L298N，内部集成了两个H桥。

L298N芯片，能够驱动4.5V~46V、2A以下电机，电流峰值输出达3A。

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实际应用中，不能通过交换电源线实现正转和反转的控制，可以用一个H桥电路来驱动电机。

导通对角线上的一对三极管，能够使电机运转。

导通不同的三极管对，电流可能会从左至右或从右至左流过电机，从而控制电机的正传、反转。

上面电路中，同一侧的Q1、Q2同时导通时。回路中负载只有三极管，此时电流可能烧毁三极管。因此要从硬件上避免，改进驱动电路如下图。

改进电路新增2个非门，4个与门，Q1和Q3换成NPN三极管。

此时，同一侧中两个三级管不会同时导通。

无刷电机驱动

电机的每一相都用一个半桥电路驱动。

分集成电路形式和分立元件形式。

步进电机驱动器

控制器将步进脉冲和方向信号发送到步进电机驱动器。

驱动器将控制器发来的步进脉冲信号，转换为激励步进电动机旋转所需的功率信号。

伺服电机驱动器

伺服电机驱动器接收、放大来自控制系统的命令信号。

将电流传输给伺服电机，产生与命令信号成比例的运动。

命令信号对伺服电机的位置、速度、力矩等参数进行控制，实现高精度传动系统定位。

伺服电机上的传感器将电机的实际状态反馈给伺服驱动器

驱动器将实际电机状态与来自控制系统的命令状态进行比较。

然后驱动器改变传给电机的电压、频率或脉冲宽度，纠正任何偏离命令的状态。

定时器与电机

一般电机控制分为电压控制、电流控制。

电压控制：四驱车，满电与没电时马达转速差距大，这就是电压控制。

电流控制：直流电机壳外壳内侧有俩磁铁，控制这两块磁铁的磁性，也能控制电机转动。如果电机定子两侧换成线圈结构，就可以通过控制电流来控制旋转。这就是电流控制。

stm32高级定时器，可处理电机死区和刹车等问题。

定时器输出的信号，要满足电机的最小频率或最小电压值。

stm32使用定时器输出控制信号，控制驱动器。

驱动器将信号放大或转换，驱动电机。

电机控制

直流有刷减速电机控制

速度控制：

PWM，脉冲宽度调制(Pulse width modulation)。

PWM，按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制，可改变电路输出电压的大小，可改变输出频率。

PWM通过一定的频率，改变通电和断电时间，控制电路输出功率。通电时间决定了电机的转速。

占空比 = 通电时间/(通断时间 + 断电时间)，也就是高电平占整个周期的百分比

D(占空比) = T1/T * 100%

电机此时速度为V，最大速度为Vmax。V=Vmax*D。可以通过改变D，控制速度V大小。