直流电机驱动器的基本原理详细资料介绍

　　自从19世纪初匈牙利医生奥尼奥斯·杰德利克发明了换向器以来，电动机就一直伴随着我们。到20世纪初，电动机使工业和农业发生了革命，使得诸如洗衣机和冰箱等节省劳动力的消费者应用成为可能。今天，电动汽车从巨型游轮到植入式医疗设备都有动力。

　　有许多不同类型的电动机，但它们都包含三个基本元件：电枢、磁铁和换向器。电枢是一个导电线圈，在大多数情况下，它连接到旋转轴上，并被磁场磁铁包围，磁场磁铁可以是磁场绕组也可以是永磁体。通过电枢的电流产生与磁场电流相反的磁场，导致电动势（EMF），电动势导致轴旋转，产生机械扭矩。换向器是一组连接在电枢轴上的触点，当电枢转动时，该触点保持电枢中电流的反向，从而确保电机继续转动。

　　虽然电机在机械上相当简单，但描述它们的术语可能会混淆。在机械方面，电动机的旋转部分称为转子；静止部分是定子。在电气术语中，电动机的动力产生部分称为电枢；根据设计，电枢可以是转子也可以是定子。磁场是电机的磁场分量，同样可以是转子或定子，也可以是电磁铁或永磁体。在一般文献中，这些术语经常互换使用，这可能令人困惑。

　　直流电机有两种基本类型：有刷和无刷，每种都有子集（图1）。我们将依次讨论每种电机。

　　刷直流电机是最简单和最早的电机设计。虽然它有许多缺点，是廉价的，仍然广泛用于转矩控制和变速应用。

　　刷直流电动机由几个简单的部件组成：固定定子由励磁线圈（缠绕场）或两个半球形永磁体组成；内部旋转电枢由两个或多个线圈组成，该线圈与一个分段的换向器相连，该换向器与电刷接触。连接到直流电源（图2）。

　　直流功率通过电刷和换向器传导，电流通过线圈产生磁场。该磁场与定子中永磁体的磁场相反，导致电枢旋转。机械换向改变了电流的方向，产生了旋转运动。通过一个两极电机，换向器使电流每半个周期在方向上反向，使电机继续旋转。

　　电机的速度与施加的电压成正比，而转矩与电流成正比。你只要改变施加在刷直流电机上的电压就可以控制刷直流电机的速度；反转它，只要反转所施加电压的极性；停止它就关掉电压。

　　表现更好。然而，温度的极端下降可能潜在地增加润滑剂的粘度，导致电机以更高的电流运行。