直流電機工作原理

直流電機是指能將直流電能轉(zhuǎn)換成機械能（直流電動機）或?qū)C械能轉(zhuǎn)換成直流電能（直流發(fā)電機）的旋轉(zhuǎn)電機。它是能實現(xiàn)直流電能和機械能互相轉(zhuǎn)換的電機。

現(xiàn)行的直流電機都是旋轉(zhuǎn)電樞式的，主要由轉(zhuǎn)子、定子組成。定子包括主磁極、換向磁極、電刷裝置、機座和端蓋組成；轉(zhuǎn)子上有電樞鐵芯、電樞繞組、換向器、轉(zhuǎn)軸、軸承。顧名思義，定子就是裝在那不動的部分，產(chǎn)生固定的磁場；轉(zhuǎn)子，是旋轉(zhuǎn)的部分，產(chǎn)生變換極性的磁場。這是分析直流電機的物理模型圖。其中，固定部分有磁鐵，這里稱作主磁極；固定部分還有電刷。轉(zhuǎn)動部分有環(huán)形鐵芯和繞在環(huán)形鐵芯上的繞組。

通電導體周圍存在磁場，受到安培力（通電導線在磁場中受到的作用力）的作用，由于通過的是直流電，產(chǎn)生了與主磁極相反的極性，所以導體向一個方向移動。電動機轉(zhuǎn)子受力轉(zhuǎn)過180度時，電機電刷自動轉(zhuǎn)換電流方向，使轉(zhuǎn)子持續(xù)旋轉(zhuǎn)。結(jié)合玩過的磁鐵，同極性會相斥，異極性相吸，就好理解了。這就是直流電機的基本工作原理。

實現(xiàn)方法

電機是電流驅(qū)動的元件，需要大電流通過。傳統(tǒng)單片機的IO輸出口的輸出電流一般為10ma左右，現(xiàn)在的單片機一般20－25ma，但多個IO口加起來總電流有限制，根有的不能超200ma,有的不能超400ma。拿額定電壓12V，額定功率25W的直流電機來說，需要的工作電流就是2A，也就是2000ma。單片機的IO口的驅(qū)動能力是遠遠不夠的。所以需要借助驅(qū)動裝置來控制電機。這里我們選用的是ULN2003,是高耐壓、大電流、內(nèi)部由七個硅NPN達林頓管組成的驅(qū)動芯片。在這里，只需知道ULN2003這個芯片能放大單片機IO口輸出的電流，單片機想要驅(qū)動電機，必須借助像ULN2003這樣的驅(qū)動的作用。

直流電機只有兩個端子，接線很簡單。簡單來說，一端接電源的正極，另一端接負極，就會旋轉(zhuǎn)；如果想讓電機向相反的方向旋轉(zhuǎn)只需調(diào)換一下正負極就行了。與單片機連接原理圖如下: