自动控制元件直流电机的选用

以我给的标题写文档，最低1503字，要求以Markdown 文本格式输出，不要带图片，标题为：直流电机控制方案# 直流电机控制方案## 引言直流电机广泛应用于各种电动设备和工业自动化系统中。

为了实现对直流电机的精确控制，提高系统的效率和可靠性，需要采用合适的电机控制方案。

本文将介绍几种常见的直流电机控制方案，并对其特点和应用进行分析。

## 1. 直流电阻调速直流电阻调速是最简单的直流电机控制方案之一。

通过改变电机电阻的大小，可以调整电机的转速。

这种控制方案主要适用于小功率的直流电机。

但是，由于功率耗散在电阻上，系统效率较低，对于功率较大的电机并不适用。

直流电阻调速的原理是通过并联电阻与电机电源连接，在电机绕组中引入额外的电压降。

通过调整电阻的值，可以改变电机的电流和转矩，从而改变电机的转速。

但是，由于功率耗散在电阻上，所以系统效率较低。

## 2. 直流电压调速直流电压调速是一种常见的直流电机控制方案。

通过调整电机的电压大小，可以控制电机的转速。

这种控制方案适用于中功率的直流电机控制。

直流电压调速的原理是通过改变电源电压，改变电机绕组中的电压，从而控制电机的转速。

通过调整电压的大小，可以改变电机的电流和转矩，实现对电机转速的控制。

## 3. 直流电压变频调速直流电压变频调速是一种较为高级的直流电机控制方案。

通过变频器控制电机的电源电压和频率，实现对电机的精确控制。

这种控制方案适用于较大功率和重载的直流电机控制。

直流电压变频调速的原理是通过变频器将电源交流电转换为直流电，并通过调整变频器的输出电压和频率，控制电机的转速。

变频器可以以快速响应的方式调整电压和频率，从而实现对电机的精确控制。

## 4. 直流电流调速直流电流调速是一种常见的直流电机控制方案。

通过调整电机的电流大小，可以控制电机的转速。

这种控制方案适用于大功率和高速的直流电机控制。

直流电流调速的原理是通过反馈控制和电流传感器，测量电机电流，并通过调整电机的电压和电流，实现对电机转速的控制。

直流无刷电机的选择直流无刷电机（简称无刷电机）是一种新型的电机类型，与传统的直流有刷电机相比，无刷电机具有更高的效率、更稳定的转速以及更长的寿命。

因此，无刷电机在工业自动化、机器人、电动车等领域得到了广泛的应用。

选择一款适合的无刷电机也是保证产品品质的重要因素。

本文将介绍如何选择适合自己产品的无刷电机。

电机类型从电机类型进行选择是关键选择的第一步。

无刷电机根据转矩和转速不同可分为直流无刷电机和无刷直流减速电机两大类，前者特点是转速高且扭矩较小，适合于机器人、玩具车等需要高速运转、匀速转动的设备；后者由于减速比较大，转速较慢，但扭矩较大，适合于电动车、代步车等需要有一定载重和爬坡的车辆。

按功率选电机功率是衡量电机性能的重要指标。

在选择无刷电机时，需要根据产品所需功率决定电机的额定功率。

一般情况下，无刷电机的额定功率范围为几十瓦到几千瓦不等。

对于需要高功率的产品，例如电动车，可以选择功率大的直流无刷电机；而对于一些小型玩具车、模型飞机等小功率产品，可以选择功率较小的直流无刷电机。

按负载选择负载是指直流无刷电机所需要驱动的载荷。

在选择电机时，需要考虑具体产品的负荷情况。

如果产品需要长时间连续工作，那么需要选择一颗负载能力强的直流无刷电机。

对于需要运输重物的电动车、自动化设备，需要选择高载荷的直流无刷电机，以确保设备长时间稳定运行。

电机的转速与转矩选择由于无刷电机的转速和转矩对于产品的运作影响很大，因此这也是选择电机的关键因素之一。

一般而言，需要根据产品的工作速度和负载来确定电机的转速。

较高kv值的电机转速会更快，但是扭力很小，不适合应用于需要承担较大负载的产品；而较小kv值的电机扭矩较大，速度较慢，但是更适合承担高负载的产品。

品牌的选择品牌的选择是选择无刷电机的最后一步。

在市场上有很多品牌的无刷电机，如著名的Maxon、Faulhaber、T-motor等等。

选择品牌时，要根据自己产品的运行环境、质量要求、需求产生的价值等综合因素进行判断。

直流电机选型手册1. 简介直流电机作为一种常见的电动机类型，广泛应用于各种设备和系统中。

本选型手册旨在提供直流电机选型的基本知识和方法，帮助用户选择适合自己需求的直流电机。

2. 选型流程2.1 确定工作要求在进行直流电机选型之前，首先需要明确工作要求，包括但不限于以下方面：•额定电压•额定转速•最大扭矩要求•工作环境条件等2.2 电机类型选择根据工作要求，确定需要选用的直流电机类型，常见的直流电机类型包括有刷直流电机和无刷直流电机。

有刷直流电机结构简单、成本较低，适用于一些低功率、低成本的应用场景；无刷直流电机效率较高、寿命较长，适用于一些高功率、高精度的应用场景。

2.3 功率计算根据工作要求和电机类型，计算所需的功率。

功率的计算公式为：功率 = 扭矩 × 转速2.4 额定转速选择根据工作要求和计算得到的功率，选择适合的额定转速范围。

一般来说，直流电机的额定转速应略高于实际需求的转速，以确保电机能够在工作条件下正常运行。

2.5 根据扭矩要求优化选择根据最大扭矩要求，选择合适的电机型号。

一般来说，电机的最大扭矩应大于工作中的扭矩需求，以确保电机能够顺利启动并保持稳定运转。

2.6 确定供电条件根据额定电压要求，选择合适的供电条件。

直流电机通常需要使用直流电源进行供电，供电电压应符合电机的额定电压要求。

3. 直流电机选型参数3.1 额定转速额定转速是指直流电机在额定电压和额定负载下的转速。

它是直流电机选型中非常重要的参数之一。

3.2 额定电压额定电压是指电机设计时所规定的电压。

直流电机的额定电压通常是指直流电源的电压。

3.3 额定扭矩额定扭矩是指电机在额定电压和额定转速下所能提供的最大输出扭矩。

3.4 最大扭矩最大扭矩是指电机在短时间内所能提供的最大输出扭矩。

这个参数通常用于电机启动或负载突变的情况。

3.5 效率效率是指电机所能转化为有用功率的能力，它表示了电机的能量利用效率。

3.6 寿命寿命是指电机在正常工作条件下能够使用的时间。

直流电动机合理选择概述直流电动机是一种电力转换机械，它将直流电能转换为机械能以实现驱动机械工作。

直流电动机广泛应用于各种工业、农业、交通、航空、军事等领域。

运行可靠、动力强、速度控制方便、响应速度快成为直流电动机的重要特点。

直流电动机的性能取决于其结构设计合理和有满足负载要求的合适参数选择。

在进行直流电动机的选择时，必须要综合考虑各方面的因素，以达到性价比最优化的目标。

选择因素负载特性电动机的负载特性是指电动机在实际运行中所需要承受的负载特性，例如电动机在启动、空载、满载等情况下的电流和转矩。

根据不同负载特性选择不同性能参数的电动机，可以确保机器能在各种负载下达到预期性能和高效运转。

运转环境直流电动机的运转环境也是选择的关键因素。

运转环境如温度、湿度、海拔高度等都直接影响着电动机的性能和寿命。

在确定选择的电动机型号时，应考虑环境因素对电动机产生的影响。

功率、速度和效率功率、速度和效率是直流电动机选型时必须考虑的另外三个重要因素。

1.功率：也就是电动机的输出功率，通常以马力（HP）为单位，应根据动力负载的大小来选择电机的功率。

2.速度：直流电动机的转速可以通过控制电源电压、斩波电路等方式调节，因此，不同应用需要的转速不同，应该选择合适的转速范围内的电动机。

3.效率：电动机效率是比较重要的指标之一，也是直接影响电能转换成机械能的能力。

在选型时应该优先考虑高效率的电动机更能满足工业及生产效益的快速增长需求。

控制方式直流电动机可以通过交、直流电压调速方式，直接变阻器调速、堆叠电池调速、自励直流电动机增速等方式控制。

电动机控制方式的不同会导致引入电路并影响电动机性能，应根据实际控制系统需求选择最适合的电机控制方式。

经济性在选型时应该综合考虑电机的价格、性能、维护等方面，以及使用的成本费用等。

只有长期经济性好的电机，才是最优选择。

结论直流电动机作为机械工业生产中主要动力元件，它的选型是有一定的功夫和技巧的。

5个电机选型步骤，易学易用电机选型需要的基本内容有：所驱动的负载类型、额定功率、额定电压、额定转速、其他条件。

一、所驱动的负载类型这个得反过来从电机特点说。

电机可以简单划分为直流电机和交流电机，交流又分为同步电机和异步电机。

1、直流电机直流电机的优点是可以方便地通过改变电压调节转速，并可以提供较大的转矩。

适用于需要频繁调节转速的负载，如钢厂的轧机，矿山的提升机等。

但现在随着变频技术的发展，交流电机也可以通过改变频率来实现调节转速。

不过虽然变频电机价格比普通电机贵不了多少，但变频器价格在整套设备中占据主要部分，所以直流电机还有一个优点是便宜。

直流电机的缺点在于结构复杂，任何设备只要结构复杂，必然导致故障率增加。

直流电机相比于交流电机，除了绕组复杂（励磁绕组、换向极绕组、补偿绕组、电枢绕组），还增加了滑环、电刷和换向器。

不仅对制造商的工艺要求高，而且后期维护成本也相对较高。

因此直流电机在工业应用中是处在一个逐渐没落但过渡阶段仍有用武之地的尴尬境地。

如果用户资金比较充裕的话，建议选择交流电机配变频器的方案，毕竟使用变频器也带来很多好处，这个不细说了。

2、异步电机异步电机的优点在于结构简单，性能稳定，维护方便，价格便宜。

且制造工艺上也是最简单的，曾听车间的老技师说过，装配一台直流电机的所用工时，可以完成差不多功率的两台同步电机或者四台异步电机，由此可见一斑。

因此异步电机在工业中得到了最广泛的应用。

异步电机又分为鼠笼型电机和绕线型电机，其区别在于转子。

鼠笼型电机转子由金属条制成，铜制或铝制。

铝的价格比较低，我国又是铝矿大国，在要求不高的场合应用广泛。

但铜的机械性能和导电性能都好于铝，就我所接触的绝大部分都是铜制转子。

鼠笼型电机在工艺上解决了断排的问题后，可靠性远远超过绕组型转子的电机。

而其缺点在于，金属转子在旋转的定子磁场中切割磁感线获得的转矩较小，且起动电流较大，对起动力矩要求较大的负载难以胜任。

尽管增加电机铁心长度可以获得更多的转矩，但力度十分有限。

直流电机选型手册1. 引言直流电机是一种常见的电动机型号，用于将直流电能转变为机械能。

选用适当的直流电机对于各类电机应用非常重要。

本选型手册将向读者介绍直流电机的基本原理、常见类型以及选型方法。

2. 直流电机基本原理直流电机的工作原理基于洛伦兹力，即施加在导体上的磁力与其所受磁场的交互作用。

直流电机通常由定子和转子两部分组成。

施加在定子上的直流电流产生磁场，而转子则带有永磁体或电磁线圈。

当定子磁场和转子磁场相互作用时，转子就会旋转。

3. 直流电机类型直流电机有多种类型，其中常见的有：•永磁直流电机：转子带有永磁体，不需要外部电源提供磁场。

•刷型直流电机：转子带有电磁线圈和刷子，通过刷子给线圈供电。

•无刷直流电机：转子带有电磁线圈，通过外部电源供电。

每种直流电机类型都有其独特的优缺点和适用范围。

在选择直流电机时，应根据具体应用需求和性能要求进行考虑。

4. 直流电机选型方法4.1 确定负载要求在选择直流电机之前，需要明确负载的要求，包括扭矩、转速、加速度等方面。

这些参数将直接影响到电机的选型。

4.2 电源电压与电机额定电压匹配选择直流电机时，应确保电源电压和电机的额定电压可以匹配。

如果不匹配，可能导致电机无法正常工作或损坏。

4.3 选择合适的电机功率根据负载的要求，选择合适的电机功率。

功率过低可能无法满足负载需求，功率过高则会造成能源浪费。

4.4 考虑环境条件在选型过程中还需要考虑环境条件，如温度、湿度、振动等因素。

某些特殊环境可能需要选择具有防护特性的电机。

4.5 参考性能曲线每个直流电机都有其性能曲线，包括转速、扭矩、效率等。

参考这些性能曲线有助于了解电机在不同工况下的性能表现。

4.6 考虑成本最后，在选型时还需考虑成本因素，包括电机本身的价格、维护成本以及与其配套的控制设备等。

5. 总结本选型手册介绍了直流电机的基本原理、常见类型以及选型方法。

选择适当的直流电机对于各类电机应用至关重要。

在选型时，应明确负载要求，匹配电源电压和电机额定电压，选择合适的电机功率，考虑环境条件，参考性能曲线，并且考虑成本因素。

直流无刷电机的控制系统设计方案直流无刷电机（BLDC）是一种能够提供高效可靠的电动机驱动方案的电机。

它具有高效率、高功率密度、长寿命和低噪音等特点，广泛应用于工业、汽车和消费电子等领域。

在这篇文章中，我们将探讨直流无刷电机控制系统的设计方案。

一、控制器选择选择合适的控制器对于直流无刷电机的性能至关重要。

常见的控制器包括传感器基本反馈控制器和无位置传感器矢量反馈控制器。

1.传感器基本反馈控制器：传感器基本反馈控制器通过对电机速度和位置的测量反馈来控制电机。

它具有简单的硬件结构和易于实现的特点，适用于对控制精度要求不高和成本要求较低的应用。

2.无位置传感器矢量反馈控制器：无位置传感器矢量反馈控制器通过使用电流、电压和速度等参数来估计电机的位置和速度，从而进行闭环控制。

它能够提供更高的控制精度和动态性能，适用于对控制精度要求较高的应用。

二、传感器选择1.霍尔传感器：霍尔传感器通过检测电机转子上的永磁体磁场变化来确定电机的位置。

它具有结构简单、成本低和使用方便等优点，适合于低成本和低精度的应用。

2.编码器：编码器通过检测电机转子的机械运动，如转子的转速和位置来确定电机的位置。

它具有较高的精度和抗干扰能力，适用于对控制精度要求较高的应用。

3.霍尔传感器与编码器混合使用：为了兼顾成本和精度要求，可以采用霍尔传感器与编码器混合使用的方式进行控制。

霍尔传感器用于测量电机的粗位置信息，编码器用于提供更精确的位置和速度信息。

三、控制策略选择1.电流控制：电流控制是直接控制电机的电流大小和方向，从而控制电机的转矩。

它具有快速响应和较高的控制精度等优点，适用于对控制精度要求较高的应用。

2.速度控制：速度控制是通过控制电机输入电压或电流的大小来控制电机的转速。

它具有稳定性好、抗负载扰动能力强等优点，适用于需要稳定转速的应用。

3.位置控制：位置控制是通过控制电机输入电压或电流的大小来控制电机的位置。

它具有控制精度高、抗负载扰动能力强等优点，适用于需要精确定位的应用。

(1）他励电机。

他励电机的励磁绕组和电枢绕组分别由两个单独电源供电．具有良好的起动性能和稳定的运行性能．并且易于调速。

它主要用于起动转矩稍大的恒速负载和要求调速的传动系绷如离心泵、风机、金属切削机床、纺织、印染、造纸和印刷机械等）．可选用Z2、Z3、Z4直流电机。

(2）并励电机。

并励电机的励磁绕组与电枢绕组并联．二者由同一电源供电．并励电机主要用于拖动在任何时间转速都相同的各种机械哎如离．。

泵、送风机、金属切削机床、输送月机、印刷机械等）．可选用Z2、Z3、Z4直流电机。

(3）串励电机。

串励电机的励磁绕组与电枢绕组串联．二者也由同一电源供电，具有较高的过载能力．其机械特性属于软特性，其励磁绕组串联接入电枢电路．负载变化时电机转速也显著变化．轻载时电机转速可升高到满载转速的3,5倍，负载增加时则转速下降。

串励电机可在很大负载下起动．而所需电流较小，因此适用于电车、起重机和升降机，但不能用胶带拖动运转．也不可空载运行，以免发生“飞车”事故。

(4）复励电机。

复励电机的励磁绕组分为两组．其中一组与电枢绕组并联．另一组与电枢绕组串联，励磁绕组和电枢绕组由同一电源供电。

复励电机的起动转矩和过载能力比并励电机大，串励接成积复励时，适用于起动转矩大、负载急剧变化的机械设备。

复励电机一般用于金属切削机床、切断机、输送机、卷扬机、升降机、气压机、部分起重机、切纸机、离心泵．或者用于拖动电梯和其他负载突变或周期性变化的机械。

复励电机的负载自零到满载限度内．速度变化约为25呢一30％。

(5）永磁电机。

水磁电机的定子磁极由永久磁铁组成。

它在自动控制系统中作为执行元件和一般传动动力．如力矩电机和ZYD永磁电机等。

选直流电机首选西安泰富西玛电机有限公司（），销售部梁经理24销售服务热线：186****3993本文由西安泰富西玛电机直流电机部供稿，转载请注明原文链接地址：西安泰富西玛电机 dkomcsdfi896。

如何正确的选择直流电机？编者摘要：正确的选择直流电机，我们首先要知道直流电机的电压、转速、功率来进行直流电机的初步选型，现在我们通过一组数据来实验，直流电机的数据是怎样获得的一、选择直流电机所需要的数据（1）印刷数量为30张/分钟（2）在一个工作循环中，蘸墨滚筒1，均匀圆盘7先后分别转动60°和90°（3）压板6的最大摆角为45°（4）印刷面积为480×325mm（5）机器所受最大工作阻力矩Mr=100Nm二、直流电机的选择要求：印刷速度为：30张/min（即主轴的转速也为：30r/min）。

1。

选型依据的主要指标：1、输入轴功率2、输出轴力矩3、两者关系：P=T n2/(9549*u)P——输入轴功率（Kw）T——经过计算修正过的力矩数值（N*m）n2——输出轴转速（r/min）u——减速机的转动效率2°选型计算步骤：1、主轴的理论力矩根据使用要求，计算出主轴的理论输出力矩T1.T1=9549*{P}kw/{n}r/minP=0.02（蘸墨）+0.35（刷墨）+0.02（匀墨）+0.35（压印）+0.01（夹纸）=0.75 kwT1=9549* 0.75/30=238.725 N.m2、输出轴理论力矩的修正由于使用环境温度的不同与工作运转中受力变化，所以在进行实际考虑的时候必须要对理论力矩进行修正，以保证减速器的正常运作和使用寿命。

T=T1*a1*a2T——选型用力矩（N*m）T1——理论计算力矩（N*m）a1——环境温度系数（见表1）a2——工作运转过程中受力变化状况系数（见表2）表1环境温度（oC）10~25 26~30 31~40 41~50a1 1 1.2 1.4 1.6表2运行状况24小时内运行的实际时间（小时h）<2 >2~10 >10~24平稳运行0.8 1 1.2中等冲击载荷 1 1.2 1.4加大冲击载荷 1.25 1.5 1.75备注如果在运行过程中每小时开启次数或者正方转，换向次数等于或大于12次，那么是哪个表中的数值应再乘以1.2.本机器工作的环境温度在26~30(oC)范围内，所以a1=1.2，在工作中所受到的载荷为中等冲击载荷，工作时间在10~24小时范围内，所以a2=1.4则T=238.725*1.2*1=286.47 N.m3° 输出轴功率的计算P=T n2/(9549*u)P——入力轴功率（Kw）T——经过计算修正过的力矩数值（N*m）n2——输出轴转速（r/min）u——减速机的转动效率，由下表查取。

机器人设计中的电机选择指南随着科技的不断发展，机器人技术也在日新月异。

电机作为机器人设计中的核心部件，其选择直接影响到机器人的性能和效率。

本文将为机器人设计者提供一份关于电机选择的实用指南。

一、电机类型在选择电机时，首先要确定所需的电机类型。

根据应用需求，有多种类型的电机可供选择，包括步进电机、直流电机、交流电机和伺服电机等。

每一种电机都有其特定的优点和适用场景。

1、步进电机：适用于需要精确控制的位置应用，如机器人关节或机械臂。

2、直流电机：适用于需要平滑速度控制和简单控制电路的应用，如轮式移动机器人。

3、交流电机：适用于需要高功率和高效率的应用，如工业机器人。

4、伺服电机：适用于需要精确速度和位置控制的应用，如精密机械加工或高端机器人。

二、电机参数确定所需的电机类型后，需要了解电机的关键参数，包括功率、扭矩、转速、尺寸和重量等。

这些参数将有助于确定电机的适用性。

1、功率：电机的功率应满足机器人设计的需求，以确保足够的扭矩和速度。

2、扭矩：电机的扭矩应足够大，以克服机器人移动或操作过程中所遇到的阻力。

3、转速：电机的转速应根据机器人所需的速度来选择。

4、尺寸和重量：电机的尺寸和重量应适合机器人的设计要求，以确保机器人的整体性能和便携性。

三、控制方式电机的控制方式也是选择过程中需要考虑的因素。

不同的电机类型可能需要不同的控制方式。

例如，步进电机通常采用脉冲宽度调制（PWM）或方向控制方式进行控制，而伺服电机则通常采用数字信号进行控制。

选择合适的控制方式可以大大简化机器人控制系统的复杂性。

四、成本和维护在满足机器人设计和性能要求的前提下，还需要考虑电机的成本和维护要求。

不同类型和配置的电机价格可能会有很大差异，同时电机的维护要求也会因类型而异。

在选择电机时，应考虑这些因素对机器人总体拥有成本的影响。

五、环境因素机器人的工作环境对其电机的选择也有重要影响。

例如，高温、低温、潮湿或粉尘等环境因素可能需要特殊类型的电机和防护等级。

常用电机与控制—直流电动机（一）设备中常用的电机主要分两类：一类是驱动电机，一类是控制电机。

驱动电机是设备的主要动力源，包括各种类型的交、直流电动机。

交流异步电动机较之其它类型的电动机结构简单，价格便宜，运行可靠，维护方便，某些设备或者辅助用电动机在不要求调速时可采用；要求调节转速，则可选用直流电动机、整流子式电动机或电磁调速异步电动机（滑差电动机）。

控制电机也叫特种电动机，常见的有步进电动机、伺服电动机、测速发电机等，这些电机不是作为动力来使用的，它的主要任务是转换和传递控制信号，能量的传递是次要的。

直流电动机直流电动机是将直流电能转换为机械能的旋转机械。

它与交流电动机（如三相异步电动机）相比，虽然因结构比较复杂、生产成本较高、故障较多等，目前已不如交流电动机应用普遍，但由于它具有优良的调速性能和较大的起动转矩，得到广泛应用。

本节仅就直流电动机的结构与工作原理、直流电动机的分类及在印刷设备中的应用、直流电动机的起动与调速做一简单介绍。

一、直流电动机的结构与工作原理1．直流电动机的结构直流电动机主要由磁极、电枢、换向器三部分组成，其结构如图1所示。

图1 直流电动机的主要结构（1）磁极。

磁极是电动机中产生磁场的装置，如图2所示。

它分成极心1和极掌2两部分。

极心上放置励磁绕组3，极掌的作用是使电动机空气隙中磁感应强度的分布最为合适，并用来挡住励磁绕组；磁极是用钢片叠成的，固定在机座4（即电机外壳）上；机座也是磁路的一部分。

机座常用铸钢制成。

图2 直流电动机的磁极及磁路1－极心 2－极掌 3－励磁绕组 4－机座（2）电枢。

电枢是电动机中产生感应电动势的部分。

直流电动机的电枢是旋转的，电枢铁心呈圆柱状，由硅钢片叠成，表面冲有槽，槽中放有电枢绕组，如图3所示。

图3 直流电动机的电枢（3）换向器（整流子）。

换向器是直流电动机的一种特殊装置，其外形如图4所示，主要由许多换向片组成，每两个相邻的换向片中间是绝缘片。

电机模块本系统为智能电动车，对于电动车来说，其驱动轮的驱动电机的选择就显得十分重要。

由于本题要实现对路径的准确定位和精确测量，我们综合考虑了一下两种方案。

方案1：采用步进电机作为该系统的驱动电机。

由于其转过的角度可以精确的定位，可以实现小车前进路程和位置的精确定位。

虽然采用步进电机有诸多优点，步进电机的输出力矩较低，随转速的升高而下降，且在较高转速时会急剧下降，其转速较低，不适用于小车等有一定速度要求的系统。

经综合比较考虑，我们放弃了此方案。

方案2：采用直流减速电机。

直流减速电机转动力矩大，体积小，重量轻，装配简单，使用方便。

由于其内部由高速电动机提供原始动力，带动变速（减速）齿轮组，可以产生大扭力。

我们所选用的直流电机减速比为1：74，减速后电机的转速为100r/min。

我们的车轮直径为6cm，因此我们的小车的最大速度可以达到V=2πr·v=2*3.14*0.03*100/60=0.314m/s能够较好的满足系统的要求，因此我们选择了此方案。

2.电机驱动模块方案1：采用专用芯片L298N作为电机驱动芯片。

L298N是一个具有高电压大电流的全桥驱动芯片，它相应频率高，一片L298N可以分别控制两个直流电机，而且还带有控制使能端。

用该芯片作为电机驱动，操作方便，稳定性好，性能优良。

方案2：对于直流电机用分立元件构成驱动电路。

由分立元件构成电机驱动电路，结构简单，价格低廉，在实际应用中应用广泛。

但是这种电路工作性能不够稳定。

因此我们选用了方案1。

电机模块方案1：采用步进电机实现物体的精确定位和方向控制。

步进电机可以作为一种控制用的特种电机，可以精确地控制角度和距离。

一般步进电机的精度为步进角的3-5%，且不累积。

缺点是相对体积较大，速度较慢，价格较高。

方案2：采用直流减速电机。

直流电机运转平稳，精度有一定的保证。

直流电机控制的精确度虽然没有步进电机那样高，但完全可以满足本题目的要求。

通过单片机的PWM输出同样可以控制直流电机的旋转速度，实现电动车的速度控制。

1 电机类型选择电机类型他励电机激励直流电机串励电机直流电机复励电机复励电机永磁直流电机（小功率）鼠笼型电机异步电机交流电机绕线型电机普通同步电机同步电机无换向器电机磁阻电机交流电机与直流电机的比较：交流电机结构简单，价格便宜，维护方便，但起动及调速特性不如直流电机。

因此当生产机械起动、制动及调速无特殊要求时，应采用交流电机。

但近年来，随着电力电子技术的发展，交流调速装置性能与成本已能和直流调速装置竞争，越来越多的直流调速领域被交流调速所占领。

不需调速的机械，包括连续工作制、短时工作制和重复短时工作制机械，应采用交流电机。

在某些操作特别频繁、交流电机在发热和起动特性上不能满足工艺要求时，如可逆轧机前后工作辊道、机架辊等，才考虑直流电机。

（GD2——飞轮转矩）a）直流电机受换向器限制，按目前制造水平，其最大转速与功率成绩～106kW·r/min。

当接近或超过该值时，需采用交流电机。

b）同转速下，交流电机GD2比直流电机小。

电机转速越高，交流、直流电机GD2之差越大。

c）直流电机GD2大和功率受限。

因此许多大型连轧机组轧机主传动采用双电枢、三电枢直流电机传动，但造价高、占地面积大。

随着交流调速技术发展，多电枢方案已不可取，应考虑采用单台交流电机。

如高速线材精轧机组主传动，采用单台交流电机方案。

d）直流电机效率低、耗能大，散热条件差，需要冷却通风功率大。

交流同步电机的效率高，通风功率小，比直流电机节能、节水。

交流异步电机功率因数低，效率与直流电机差不多。

e）在环境恶劣场合应采用无换向器、无火花、密闭的交流电机。

f）交流、直流电机调速性能差不多。

交流电机本身维护工作量较小，其调速系统要求有较高的调整和维护水平。

2 电机电压选择工业企业供电电压一般为10kV、6kV、380V。

电机额定电压和容量范围见下表。

一种电动舵机设计中直流电机选用方法李建【摘要】In the designing process of aviation airborne equipment dynamoelectric rudder machine ( servo actua-tor) , this paper elaborated a new method to select DC motor, namely, a mechanical characteristics target selection method. The main steps to select DC motor by using mechanical characteristic target selection method were presented. Using this method can make selected motors more reasonable, more reliable and safe, more economical under the premise of satisfying product performance requirements. This selection method can be applied to the servo machine transmission system with DC motor as motive source, such as automatic control equipment, electric power transmission and drag, machatronics products.%介绍了在航空机载设备电动舵机(伺服作动器)设计过程中，选用直流电动机的一种新方法。

通过与一般的选用直流电动机使用方法的比较，提出了一种选择直流电动机的新方法，即机械特性目标选择法。

直流电机驱动模块的选择3.5.1方案选择方案一：采用继电器对电动机的开和关进行控制，通过开关的切换对电机的速度进行调整。

这个方案的优点是电路较为简单，实现容易；缺点是继电器的响应速度慢、机械结构易损坏、寿命较短。

方案二：采用DSP芯片，配以电机控制所需要的外围功能电路，通过数控电压源调节电机运行速度，实现控制物体的运动轨迹。

该方案优点是体积小、结构紧凑、使用便捷、可靠性提高。

但系统软硬件复杂、成本高。

方案三：采用专用芯片L298。

L298是一个具有高电压大电流的全桥驱动芯片，它响应频率高，且还带有控制使能端。

用该芯片作为电机驱动，操作方便，稳定性好，性能优良。

基于上述理论分析和实际情况，拟定选择方案三。

3.5.2 L298驱动芯片L298 为SGS-THOMSON Microelectronics 所出产的双全桥直流电机专用驱动芯片( Dual Full-Bridge Driver ) ，内部包含4信道逻辑驱动电路，是一种二相和四相电机的专用驱动器，可同时驱动2个二相或1个四相电机，内含二个H-Bridge 的高电压、大电流双全桥式驱动器，接收标准TTL逻辑准位信号，可驱动46V、2A以下的步进电机，且可以直接透过电源来调节输出电压；此芯片可直接由单片机的I/O端口来提供模拟时序信号，但在本驱动电路中用L297 来提供时序信号，节省了单片机I/O 端口的使用。

L298N 之接脚如图15所示，Pin1 和Pin15 可与电流侦测用电阻连接来控制负载的电路； OUTl、OUT2 和OUT3、OUT4 之间分别接2 个步进电机；input1～input4 输入控制电位来控制电机的正反转；Enable 则控制电机停转。

图15 L298引脚图其实物图如下图16所示：图16 L298实物图 (1)L298内部的原理如图17图17 L298 内部逻辑图(2)L298的逻辑功能如下表3表3 L298的逻辑功能（3）用protues仿真的电路如图18。

AC Motor DriveTable of ContentsAC INPUT, Diode Bridges (2)AC INPUT, Power Factor Correction (3)AC INPUT, X/Y Capacitors (4)BIAS SUPPLY (off-line, flyback), Discretes (5)BIAS SUPPLY (off-line, flyback), Feedback (6)BIAS SUPPLY (off-line, flyback), Power Semiconductors (7)CONTROL AND GATE DRIVE, Capacitors (8)CONTROL AND GATE DRIVE, Communications (9)CONTROL AND GATE DRIVE, Discretes (10)CONTROL AND GATE DRIVE, ESD Protection (11)CONTROL AND GATE DRIVE, Gate Drive (12)CONTROL AND GATE DRIVE, Isolation (13)INVERTER (DC/AC) OUTPUT, Discretes (14)INVERTER (DC/AC) OUTPUT, Modules (15)INVERTER (DC/AC) OUTPUT, Power Semiconductors for 3- # Driver Bridge (16)VISHAY components used for Motor Drives can include:• Power MOSFETS• High-Power Modules• Diodes and Rectifiers• Capacitors• Resistors• Thermistors• Visible LEDs• Optical Isolators• Inductors / EMI Filters• Shunt Resistors• ESD Protection Devices• LDOs• Communications Interface ICsApplication OverviewA motor can be a simple induction machine that rotates with the connection of a simple AC voltage. In applicationsthat require more precise control of speed, torque, or positioning, it is more common to use a 3-phase motor. In order to control this type of motor, signals must be generated that cause the motor to spin properly, using feedback to close the loop and regulate the desired parameters.AC Motor Drive : AC INPUT, Diode Bridges Single PhaseThree PhaseAC Motor Drive : AC INPUT, Power Factor Correction Bulk CapacitorInductorPFC fast diodePFC MOSFETPFC pre-charge diodeShunt resistorAC Motor Drive : AC INPUT, X/Y Capacitors Film RFI capsInductorMultilayer Ceramic Chip CapacitorsShunt resistorTantalum CapacitorsTransformerTVS and ESD protectionAC Motor Drive : BIAS SUPPLY (off-line, flyback), Power Semiconductors Flyback DiodeFlyback SwitchAC Motor Drive : CONTROL AND GATE DRIVE, Capacitors Multilayer Ceramic Chip CapacitorsTantalum CapacitorsAC Motor Drive : CONTROL AND GATE DRIVE, Communications Communication Bus Interface ICAC Motor Drive : CONTROL AND GATE DRIVE, Discretes Feedback ResistorsLED indicatorsLinear Reg for Encoder PowerSwitching diodeZener clamp diodesAC Motor Drive : CONTROL AND GATE DRIVE, ESD Protection ESD Protection DiodesCeramic HF Decoupling CapacitorsDe-Saturation diodesElectrolytic capsFilm capsShunt resistorTemp SensorUltrafast Bootstrap diodesHigh Power ModuleAC Motor Drive : INVERTER (DC/AC) OUTPUT, Power Semiconductors for 3- # Driver Bridge Braking or Inverter SwitchHigh Power ModuleRecirculating Diodes。

直流无刷电机的型号该如何选型一般根据实际的情况（负载、构造尺寸等）选择合适的功率、电压、转速、扭矩以及机身尺寸，然后根据选择的直流无刷电机的具体参数，来匹配无刷驱动器。

直流无刷电机的主要参数有：直流电源电压，额定输出功率，额定负载转矩，额定工作转速以及直流无刷电机的旋转方向有：顺时针，逆时针还是顺逆时针均需要，直流无刷电机的连续工作周期可以按照一定的时间运转，直流无刷电机它所适应的环境：室内，室外，海洋，高压，高温，多湿，腐蚀性气体中，法兰的构造形式有方形和圆形两种构造形式，还有机身长度。

一、选择直流无刷电机的原则是：（1）一定要根据产品机械的负载、启动特性及运行特性，来选择适合这些特性的电机，满足机具在工作过程中的各种要求。

（2）选择和用户的使用环境相适应的防护方式和冷却方式的无刷电机，以便电机发挥更好的效率。

（3）计算和确定合适的电机功率。

通常，电机在设计制造时，在百分之七十五-1百分之100额定负载时，效率高。

因此产品需求的额定功率与采用的电机额定功率差值小，使电动机的功率被充分利用，这样才能既高效率又节能。

（4）选择便于维护的电机，电机的外壳整体便于拆卸，便于维护。

（5）考虑到互换性，尽量选择标准电机，如果产品追求差异化，也可以确定好参数后特殊定制。

（6）要综合考虑电机的转速、极数及电压、kv值。

二、直流无刷电机型号选择，首先应该选择正确的电压，根据客户的需要选择额定的电压来选择无刷驱动器电压参数，注意使用的电压在空载与满载过程中不要超过无刷驱动器所规定的范围。

三、选择直流无刷电机驱动器的峰值电流，选择峰值电流的方法是已知直流无刷电机的额定输入电流，则峰值电流大于等于2倍额定电流。

根据工作环境（如温度、多湿等）来选择，直流无刷电机无刷电机低温度不能低于-20℃，高温度达60℃，也可以做防水处理。

四、还有一个重点的就是电源绝缘的要求，为保证无刷驱动器正常工作，直流无刷电机的霍尔线地线与直流无刷电机绕组线、霍尔地线绕组线与机壳之间绝缘电阻大于100 兆欧500VDC，能承受600VAC/50Hz/1mA/1 秒耐压不被击穿。

2直流无刷减速电机的选择1.电机的种类与性能分析1.1、直流电动机有刷直流电动机的主要优点是控制简单、技术成熟。

具有交流电机不可比拟的优良控制特性。

在早期开发的电动汽车上多采用直流电动机，即使到现在，还有一些电动汽车上仍使用直流电动机来驱动。

但由于存在电刷和机械换向器，不但限制了电机过载能力与速度的进一步提高，而且如果长时间运行，势必要经常维护和更换电刷和换向器。

另外，由于损耗存在于转子上，使得散热困难，限制了电机转矩质量比的进一步提高。

鉴于直流电动机存在以上缺陷，在新研制的电动汽车上已基本不采用直流电动机1.2、交流三相感应电动机交流三相感应电动机的基本性能交流三相感应电动机是应用得最广泛的电动机。

其定子和转子采用硅钢片叠压而定子之间没有相互接触的滑环、换向器等部件。

结构简单，运行可靠，经久耐用。

交流感应电动机的功率覆盖面很宽广，转速达到12000,15000r/min。

可采用空气冷却或液体冷却方式，冷却自由度高。

对环境的适应性好，并能够实现再生反馈制动。

与同样功率的直流电动机相比较，效率较高，质量减轻一半左右，价格便宜，维修方便。

1.3、永磁无刷直流电动机永磁无刷直流电动机的基本性能永磁无刷直流电动机是一种高性能的电动机。

它的最大特点就是具有直流电动机的外特性而没有刷组成的机械接触结构。

加之，它采用永磁体转子，没有励磁损耗:发热的电枢绕组又装在外面的定子上，散热容易，因此，永磁无刷直流电动机没有换向火花，没有无线电干扰，寿命长，运行可靠，维修简便。

此外，它的转速不受机械换向的限制，如果采用空气轴承或磁悬浮轴承，可以在每分钟高达几十万转运行。

永磁无刷直流电动机机系统相比具有更高的能量密度和更高的效率，在电动汽车中有着很好的应用前景。

永磁无刷直流电动机的不足永磁无刷直流电动机受到永磁材料工艺的影响和限制，使得永磁无刷直流电动机的功率范围较小，最大功率仅几十千瓦。

永磁材料在受到振动、高温和过载电流作用时，其导磁性能可能会下降或发生退磁现象，将降低永磁电动机的性能，严重时还会损坏电动机，在使用中必须严格控制，使其不发生过载。

深入详解直流电机控制技术直流电机的类型在现代电子产品中，自动控制系统，电子仪器设备、家用电器、电子玩具等等方面，直流电机都得到了广泛的应用。

大家熟悉的录音机、电唱机、录相机、电子计算机等，都不能缺少直流电机。

所以直流电机的控制是一门很实用的技术。

本文将详细介绍各种直流电机的控制技术。

直流电机，大体上可分为四类：第一类为有几相绕组的步进电机。

这些步进电机，外加适当的序列脉冲，可使主轴转动一个精密的角度(通常在1.8°--7.5°之间)。

只要施加合适的脉冲序列，电机可以按照人们的预定的速度或方向进行连续的转动。

步进电机用微处理器或专用步进电机驱动集成电路，很容易实现控制。

例如常用的SAAl027或SAAl024专用步进电机控制电路。

步进电机广泛用于需要角度转动精确计量的地方。

例如：机器人手臂的运动，高级字轮的字符选择，计算机驱动器的磁头控制，打印机的字头控制等，都要用到步进电机。

第二类为永磁式换流器直流电机，它的设计很简单，但使用极为广泛。

当外加额定直流电压时，转速几乎相等。

这类电机用于录音机、录相机、唱机或激光唱机等固定转速的机器或设备中。

也用于变速范围很宽的驱动装置，例如：小型电钻、模型火车、电子玩具等。

在这些应用中，它借助于电子控制电路的作用，使电机功能大大加强。

第三类是所谓的伺服电机，伺服电机是自动装置中的执行元件，它的最大特点是可控。

在有控制信号时，伺服电机就转动，且转速大小正比于控制电压的大小，除去控制信号电压后，伺服电机就立即停止转动。

伺服电机应用甚广，几乎所有的自动控制系统中都需要用到。

例如测速电机，它的输出正比于电机的速度;或者齿轮盒驱动电位器机构，它的输出正比于电位器移动的位置.当这类电机与适当的功率控制反馈环配合时，它的速度可以与外部振荡器频率精确锁定，或与外部位移控制旋钮进行锁定。

唱机或激光唱机的转盘常用伺服电机。

天线转动系统，遥控模型飞机和舰船也都要用到伺服电机。