从安全摄像头和风扇到 DVD 播放器，再到手机的振动，电机几乎无处不在。考虑到如此多的变量，许多人发现难以为他们的应用选择合适的电机并在此过程中遗漏了某些重要参数也就不足为奇了。因此，我们整理了一份指南，帮助您在直流电机、步进电机和伺服电机之间进行选择。事不宜迟，让我们直接开始为您的项目选择合适的电机 - 直流电机、步进电机和伺服电机！我们将研究 3 种常见电机——直流电机、步进电机和伺服电机，它们的应用以及它们的优缺点。
1. 有刷和无刷直流电机
直流电机是一种电磁装置，它利用磁场和导体的相互作用将电能转换为机械能进行旋转。市场上有许多类型的直流电机。有刷和无刷电机是常见的直流电机。
有刷直流电机
有刷直流电机由来已久，其使用可追溯到 1830 年代。他们是各种方式。在玩具、家用电器、电脑散热风扇中，应有尽有。作为构造和控制简单的电机之一，有刷直流电机仍然是专业人士和爱好者的爱。
为什么它们被称为有刷电机？电流通过两个固定的金属刷提供，它们与环上的不同部分接触。随着换向器的旋转，电刷与下一段接触，因此电机继续旋转。可以想象，这会产生摩擦，产生热量，甚至产生火花。
工作原则：
直流电机是如何运动的？直流电机包括两个关键部件： 定子 和 电枢。定子是电机的静止部分，而电枢旋转。在直流电机中，定子提供驱动电枢旋转的旋转磁场。一对磁铁或定子通过包围线圈将线圈包围在电场中。当电流通过磁场中的电线时，电线会受到力，因此电机中的线圈会受到推动线圈并开始旋转的力。线圈到达右侧区域时会受到向下的力，到达左侧区域时会受到向上的力。通过在换向器的不同段上添加多个线圈，可以保持稳定旋转。您只需颠倒电机触点上的极性即可反转旋转方向。
有刷直流电机的应用：
如今，有些人可能会声称有刷直流电机已不再重要，因为无刷电机已将其从许多应用中取代。但是，事实并非如此。对于许多需要在电机的整个速度范围内保持恒定扭矩的工业应用，有刷电机仍然是好的解决方案。用途包括手机振动器、玩具、手持风扇、无绳电钻和车窗等。根据您的应用需求，有刷直流电机可能是更合适的选择。如果简单的控制方案和低成本是您关心的问题，请考虑使用有刷直流电机。无刷直流电机在机械上比有刷电机更简单。由于换向是电动实现的，因此消除了有刷直流电机的火花和噪音，使电流能够安静地切换，从而使电机能够安静地驱动。这些安静的电机可用于计算机风扇、磁盘驱动器、无人机、电动汽车和高精度伺服机构。
工作原理无刷直流电机：
无刷直流电机只有一个运动部件——转子，消除了有刷电机中的电刷带来的复杂性。而且与有刷电机不同，转子由一圈永磁体组成，而线圈是固定的。这种设置消除了对刷子的需要。困难的部分在于控制流过线圈的电流的极性并使其与转子的速度保持同步。这可以通过测量反电动势或使用霍尔效应传感器直接测量磁铁的位置来实现。因此，无刷直流电机通常更昂贵、更复杂，尽管它与有刷直流电机相比具有众多优势。
应用：
由于效率和耐用性，无刷直流电机在很大程度上取代了有刷电机。它们在连续运行的设备（例如洗衣机、空调）以及消费电子产品（例如计算机风扇和磁盘驱动器）中具有广泛的应用。它们被用于无人机，因为可以控制每个转子的转速。在不久的将来，我们可以期待更多无刷电机的应用！
2.步进电机
步进电机是以缓慢、和离散的步骤移动的电机。因其的位置控制而受到重视，他们发现了无数的应用，例如桌面打印机、安全摄像头和 CNC 铣床。
工作原则：
步进电机有一个控制器系统，它向驱动器发送电脉冲，驱动器解释这些脉冲并向电机发送成比例的电压。然后电机以和固定的角度增量移动，因此得名“步进器”。步进电机的工作原理与无刷直流电机类似，只是它的移动步距要小得多。它的运动部件也是转子，其中包含磁铁。交流电控制每个线圈的极性。随着极性的变化，每个线圈都会获得推动或拉动效应，从而移动电机。我们可以使用常用且便宜的微控制器来控制步进电机。但是，步进电机是一种耗电设备，它会不断消耗大电流。它采取的小步骤也意味着它的高速度较低，并且在使用高负载时可能会跳过步骤。
步进电机的应用：
步进电机 的用途多种多样，可在无数常见的机器和设备中找到。它们在需要定位、低速扭矩和速度控制的应用中非常有用。应用包括 C NC 铣床、医学成像机械、打印机、汽车后视镜倾斜、安全摄像头、机器人，以及3D 打印机。
3.伺服电机
伺服电机是能够提供非常的运动控制的电机。伺服电机系统中的反馈检测实际速度或位置与所需速度或位置之间的差异，以便控制器可以调整输出以纠正与目标位置的任何漂移。定位旋转和连续旋转是伺服电机的两种基本类型。
工作原则：
伺服电机由直流电机组成，但不是伺服电机。直流电机以高转速和非常低的扭矩旋转。然而，在伺服电机内部，有一个齿轮装置可以使内部直流电机的高速运转并使其减速，同时增加扭矩。因此，伺服的齿轮设计转速要慢得多，但扭矩更大。廉价伺服系统中的齿轮通常由塑料制成，以保持轻便并降低成本。但是对于设计用于为较重的工作提供更大扭矩的伺服电机，它们通常使用金属齿轮。伺服系统在齿轮上包含一个位置传感器或编码器。基于闭环控制，微控制器将转子的实际位置与所需位置进行比较，并生成误差信号。然后使用该误差信号生成适当的控制信号以将转子移动到位置。更复杂的伺服系统还可以测量速度以提供更和更平稳的运动。位置旋转伺服系统——广泛用于需要适度定位的小型项目，这是常见和便宜的伺服电机类型。该伺服电机在 180 度范围内旋转。它们不提供速度控制或连续旋转。它在齿轮机构中内置了物理止动装置，以防止转动超出这些限制以保护旋转传感器。连续旋转伺服 -与位置旋转伺服不同，连续旋转伺服可以顺时针或逆时针连续转动，根据命令信号以不同的速度转动。
这样，直流、步进和伺服电机的特性为您在选择不同的电机时提供信息。速度、扭矩、电流和电压等规格也将决定哪种电机适合您的项目，因此请务必注意所需的要求。由于每个项目都是的，因此在决策过程中，一个因素通常比另一个因素更重要。通过了解可用的电机并制定一套清晰的项目参数，您可以避免代价高昂的错误并选择适合工作的电机。
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