直流电机与步进电机区别(详细解说)

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1、www.plcworld.cn“Impossibleisnothing”直流电机与步进电机张晓冬www.plcworld.cnwww.plcworld.cn直流电机定义输出或输入为直流电能的旋转电机，称为直流电机，它是能实现直流电能和机械能互相转换的电机。当它作电动机运行时是直流电动机，将电能转换为机械能；作发电机运行时是直流发电机，将机械能转换为电能。直流电机在数控机床、光缆线缆设备、机械加工、印制电路板设备、焊接切割、机车车辆、医疗设备、通讯设备、卫星地面接受系统等行业广泛应用。按结果主要分为直流电动机和直

2、流发电机；按类型主要分为直流有刷电机和直流无刷电机；直流电机的励磁方式是指对励磁绕组如何供电、产生励磁磁通势而建立主磁场的问题。按励磁方式主要分为他励直流电机、并励直流电机、串励直流电机和复励直流电机。www.plcworld.cnwww.plcworld.cn直流电机的结构应由定子和转子两大部分组成。直流电机运行时静止不动的部分称为定子，定子的主要作用是产生磁场，由主磁极、换向极、轴承和电刷等组成。运行时转动的部分称为转子，其主要作用是产生电磁转矩和感应电动势，是直流电机进行能量转换的枢纽，所以通常又称为电枢，由

3、转轴、电枢铁心、电枢绕组、换向器等组成。www.plcworld.cnwww.plcworld.cn一台直流电机原则上既可以作为电动机运行,也可以作为发电机运行,这种原理在电机理论中称为可逆原理。当原动机驱动电枢绕组在主磁极N、S之间旋转时，电枢绕组上感生出电动势，经电刷、换向器装置整流为直流后，引向外部负载（或电网），对外供电，此时电机作直流发电机运行。如用外部直流电源，经电刷换向器装置将直流电流引向电枢绕组，则此电流与主磁极N.S.产生的磁场互相作用，产生转矩，驱动转子与连接于其上的机械负载工作，此时电机作直流

4、电动机运行。www.plcworld.cnwww.plcworld.cn直流电机的调速直流电动机的转速N和其他参量的关系可表示为N=(Ua-Ia*Ra)/CE*Ф；式中Ua——电枢供电电压（V）；Ia——电枢电流（A）；Ф——励磁磁通（Wb）；Ra——电枢回路总电阻（Ω）；CE——电势系数。可以看出，式中Ua、Ra、Ф三个参量都可以成为变量，只要改变其中一个参量，就可以改变电动机的转速，所以直流电动机有三种基本调速方法：(1)改变电枢回路总电阻Ra；；(2)改变电枢供电电压Ua；(3)改变励磁磁通Ф

5、。www.plcworld.cnwww.plcworld.cn当分别改变Ua、Ra和Ф时，可以得到不同的转速N，从而实现对速度的调节。由于Ф=F(Ia)，当改变励磁电流Ia时，可以改变磁通量Ф的大小，从而达到调速的目的。但由于励磁线圈发热和电动机磁饱和的限制，电动机的励磁电流Ia和磁通量Ф只能在低于其额定值的范围内调节，故只能弱磁调速。而对于调节电枢外加电阻Ra时，会使机械特性变软，导致电机带负载能力减弱。所以调速时，改变电枢电压，实现对直流电机速度调节的方法被广泛采用。改变电枢电压可通过多种途径实现，如晶闸管供

6、电速度控制系统、大功率晶体管速度控制系统、直流发电机供电速度控制系统及晶体管直流脉宽调速系统等。PWM是通过控制固定电压的直流电源开关频率，从而改变负载两端的电压，进而达到控制要求的一种电压调整方法。PWM可以应用在许多方面，如电机调速、温度控制、压力控制等。在PWM驱动控制的调整系统中，按一个固定的频率来接通和断开电源，并根据需要改变一个周期内“接通”和“断开”时间的长短。通过改变直流电机电枢上电压的“占空比”来改变平均电压的大小，从而控制电动机的转速。因此，PWM又被称为“开关驱动装置”。www.plcwor

7、ld.cnwww.plcworld.cn在脉冲作用下，当电机通电时，速度增加；电机断电时，速度逐渐减少。只要按一定规律，改变通、断电的时间，即可让电机转速得到控制。设电机始终接通电源时，电机转速最大为Vmax，设占空比为D=t／T，则电机的平均速度为Vd=Vmax×D式中，Vd电机的平均速度；Vmax电机全通电时的速度(最大)；D=t1／T占空比。当我们改变占空比D=t1／T时，就可以得到不同的电机平均速度Vd，从而达到调速的目的。在一般应用中，可以将平均速度Vd与占空比D近似地看成线性关系。www.plcwor

8、ld.cnwww.plcworld.cn步进电机步进电机是机电控制中一种常用的执行机构，在自动化仪表、自动控制、机器人、自动生产流水线等领域的应用相当广泛。它的用途是将电脉冲转化为角位移，通俗的说：当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（步进角）。通过控制脉冲个数即可控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时通过控制