直流电机与步进电机区别详细解说

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1、直流电机与步进电机熊磊（组长）陆斌赵建龙唐星直流电机定义：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。分类：按结果主要分为直流电动机和直流发电机；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

2、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。直流电机的PWM控制系统模块图由设定值计数器、锯齿波发生器和数字比较器构成了PWM信号的产生电路：当U/D=1时，输入CLK2，设定值计数器输出值增加，使得PWM的占空比增加，电机加速。反正，U/D=0时，电机变慢。在锯齿波计数器的CLK0的作用下输出周期性线性增加的锯齿波。经过数字比较器时，当计数值小于设定值时，则数字比较器输出低电平，反之，输出高电平，由此产生PWM波形。直流电机

3、的PWM控制顶层电路图示例程序和实验指导课件位置：EDA_BOOK3_FOR_1C6chpt13EXPT13_4_MOTO工程：step_a示例程序和实验指导课件位置：EDA_BOOK3_FOR_1C6chpt13EXPT13_4_MOTO工程：step_a其中：比较器的cmp3模块，与步进电机电路中的比较器模块是相同的。CNT5是一个5位二进制计数器，作为脉宽计数器；DECD是一个转速控制模块，改变其输出值，就等于改变PWM输出信号的占空比；CLK5是计数时钟输入端，对转速进行

4、了32级细分。示例程序和实验指导课件位置：EDA_BOOK3_FOR_1C6chpt13EXPT13_4_MOTO工程：step_a旋转方向控制电路由两个2选1多路选择器组成。“START”键通过与门来控制PWM的输出，从而达到控制电机的开关。直流电机结构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，

5、所以通常又称为电枢，由转轴、电枢铁心、电枢绕组、换向器等组成。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”。在脉冲作用下，当电机通电时，速度增加

6、；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。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

7、、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；同时通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。常用的步进电机分三种：永磁式（PM）、反应式（VR）和混合式（HB）。永磁式一般为两相，转矩和体积较小，步进角为15°和7.5°；反应式一般为三相，可以实现大转矩输出，步进角为1.5°，但噪声和震动较大

8、；混合式是指混合了永磁式和反应式的优点，分为两相和五相，步进角分别为1.8°和0.72°，应用最为广泛。步进电机的控制方式根据步进电机的驱动原理，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（称为步进角），它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制一个周期内脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的。可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。步进电机的单向旋转控制电路4节拍分配器ADDER1步进电机的单向旋转控制电路DEC