這里所說的普通電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、伺服電機(jī)、舵機(jī)是指直流微電機(jī)，平時(shí)我們接觸的也多是直流電機(jī)。電動(dòng)機(jī)，別名“馬達(dá)”，就是指根據(jù)電磁感應(yīng)定律保持電磁能的變換或傳送的這種電磁感應(yīng)設(shè)備。電機(jī)也稱(別名電機(jī))，在電源電路連用英文字母“M”(舊規(guī)范用“D”)表達(dá)。其主要功能是產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)扭矩，用作電器或各種機(jī)器的動(dòng)力源。發(fā)電機(jī)由電路中的字母“G”表示。

　　普通電機(jī)

　　普通電機(jī)是我們平時(shí)見得比較多的電機(jī)，電動(dòng)玩具，刮胡刀等里面都有，一般為直流有刷電機(jī)。這種電機(jī)有轉(zhuǎn)速過快、扭力過小的特點(diǎn)，一般只有兩個(gè)引腳，用電池的正負(fù)極接上兩個(gè)引腳就會(huì)轉(zhuǎn)起來，然后電池得正負(fù)極再相反的接在兩引腳上電機(jī)將會(huì)反向轉(zhuǎn)動(dòng)。

　　減速電機(jī)

　　減速電機(jī)就是普通電機(jī)加上了減速箱，這樣便降低了轉(zhuǎn)速，增加了扭力，使得普通電機(jī)有更廣泛的使用空間。

　　步進(jìn)電機(jī)

　　步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元步進(jìn)電機(jī)件。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度，稱為“步距角”，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的。可以通過控制脈沖個(gè)數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的;同時(shí)可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。

　　舵機(jī)

　　舵機(jī)主要是由外殼、電路板、無核心馬達(dá)、齒輪與位置檢測器所構(gòu)成。其工作原理是由接收機(jī)發(fā)出訊號(hào)給舵機(jī)，經(jīng)由電路板上的IC判斷轉(zhuǎn)動(dòng)方向，再驅(qū)動(dòng)無核心馬達(dá)開始轉(zhuǎn)動(dòng)，透過減速齒輪將動(dòng)力傳至擺臂，同時(shí)由位置檢測器送回訊號(hào)，判斷是否已經(jīng)到達(dá)定位。位置檢測器其實(shí)就是可變電阻，當(dāng)舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)電阻值也會(huì)隨之改變，藉由檢測電阻值便可知轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。

　　舵機(jī)廠商提供的規(guī)格資料，通常都會(huì)包含外形尺寸(mm)、扭力(kg/cm)、速度(秒/60°)、測試電壓(V)及重量(g)等基本資料。扭力的單位是kg/cm，意思是在擺臂長度1公分處，能吊起幾公斤重的物體。這就是力臂的觀念，因此擺臂長度愈長，則扭力愈小。速度的單位是sec/60°，意思是舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)60°所需要的時(shí)間。

　　伺服電機(jī)

　　伺服電機(jī)又稱執(zhí)行電動(dòng)機(jī)，在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，用作執(zhí)行元件，把所收到的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電動(dòng)機(jī)軸上的角位移或角速度輸出。分為直流和交流伺服電動(dòng)機(jī)兩大類，其主要特點(diǎn)是，當(dāng)信號(hào)電壓為零時(shí)無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降。

　　伺服電機(jī)主要靠脈沖來定位，基本上可以這樣理解，伺服電機(jī)接收到1個(gè)脈沖，就會(huì)旋轉(zhuǎn)1個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)的角度，從而實(shí)現(xiàn)位移，因?yàn)?，伺服電機(jī)本身具備發(fā)出脈沖的功能，所以伺服電機(jī)每旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，都會(huì)發(fā)出對(duì)應(yīng)數(shù)量的脈沖，這樣，和伺服電機(jī)接受的脈沖形成了呼應(yīng)，或者叫閉環(huán)，如此一來，系統(tǒng)就會(huì)知道發(fā)了多少脈沖給伺服電機(jī)，同時(shí)又收了多少脈沖回來，這樣，就能夠很精確的控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)精確的定位，可以達(dá)到0.001mm。

　　伺服電機(jī)分為交流伺服和直流伺服兩大類。

　　交流伺服電機(jī)分為異步型交流伺服電動(dòng)機(jī)、同步型交流伺服電動(dòng)機(jī)兩類。

　　直流伺服電機(jī)分為有刷和無刷電機(jī)。有刷電機(jī)成本低，結(jié)構(gòu)簡單，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，調(diào)速范圍寬，控制容易，需要維護(hù)，但維護(hù)不方便(換碳刷)，產(chǎn)生電磁干擾，對(duì)環(huán)境有要求。因此它可以用于對(duì)成本敏感的普通工業(yè)和民用場合。

　　減速電機(jī)原理

　　減速齒輪電機(jī)又稱齒輪減速電機(jī)或減速電機(jī)，是電機(jī)驅(qū)動(dòng)閉式傳動(dòng)齒輪減速裝置，對(duì)電機(jī)及齒輪箱進(jìn)行集成組裝的減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，用來降低轉(zhuǎn)速和增大轉(zhuǎn)矩，以滿足機(jī)械設(shè)備工作的需要。

　　減速齒輪電機(jī)的用途：①降低轉(zhuǎn)速。

　　把電機(jī)的轉(zhuǎn)速通過減速齒輪箱實(shí)現(xiàn)所需要的轉(zhuǎn)速，即常說的輸出轉(zhuǎn)速。②增大轉(zhuǎn)矩。

　　同等功率條件下，輸出轉(zhuǎn)速越慢的齒輪減速電機(jī)，扭力越大,反之越小。③改變傳動(dòng)方向。

　　例如我們用兩個(gè)扇形齒輪可以將力垂直傳遞到另一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸。④離合功能。

　　我們可以通過加裝剎車離合器，實(shí)現(xiàn)斷電即時(shí)剎車的目的。

　　步進(jìn)電機(jī)基本原理

　　工作原理：

　　通常電機(jī)的轉(zhuǎn)子為永磁體，當(dāng)電流流過定子繞組時(shí)，定子繞組產(chǎn)生一矢量磁場。該磁場會(huì)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一角度，使得轉(zhuǎn)子的一對(duì)磁場方向與定子的磁場方向一致。當(dāng)定子的矢量磁場旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度。轉(zhuǎn)子也隨著該磁場轉(zhuǎn)一個(gè)角度。每輸入一個(gè)電脈沖，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度前進(jìn)一步。它輸出的角位移與輸入的脈沖數(shù)成正比、轉(zhuǎn)速與脈沖頻率成正比。改變繞組通電的順序，電機(jī)就會(huì)反轉(zhuǎn)。所以可用控制脈沖數(shù)量、頻率及電動(dòng)機(jī)各相繞組的通電順序來控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。

　　發(fā)熱原理：

　　通常見到的各類電機(jī)，內(nèi)部都是有鐵芯和繞組線圈的。繞組有電阻，通電會(huì)產(chǎn)生損耗，損耗大小與電阻和電流的平方成正比，這就是我們常說的銅損，如果電流不是標(biāo)準(zhǔn)的直流或正弦波，還會(huì)產(chǎn)生諧波損耗;鐵心有磁滯渦流效應(yīng)，在交變磁場中也會(huì)產(chǎn)生損耗，其大小與材料，電流，頻率，電壓有關(guān)，這叫鐵損。銅損和鐵損都會(huì)以發(fā)熱的形式表現(xiàn)出來，從而影響電機(jī)的效率。步進(jìn)電機(jī)一般追求定位精度和力矩輸出，效率比較低，電流一般比較大，且諧波成分高，電流交變的頻率也隨轉(zhuǎn)速而變化，因而步進(jìn)電機(jī)普遍存在發(fā)熱情況，且情況比一般交流電機(jī)嚴(yán)重。

　　舵機(jī)原理

　　由pwm波進(jìn)入內(nèi)部電路產(chǎn)生一個(gè)偏置電壓，觸發(fā)電機(jī)通過減速齒輪帶動(dòng)電位器移動(dòng)，使電壓差為零時(shí)，電機(jī)停轉(zhuǎn)，從而達(dá)到伺服的效果。

　　舵機(jī)PWM的協(xié)議都是相同的，但最新出現(xiàn)的舵機(jī)可能不一樣

　　協(xié)議一般為：高電平寬度在0.5ms～2.5ms控制舵機(jī)轉(zhuǎn)過不同的角度。

　　伺服電機(jī)工作原理

　　伺服電機(jī)的工作原理比較簡單，但是其工作比較高效。伺服電路內(nèi)置在電機(jī)單元內(nèi)部，它使用一根通常配有齒輪的柔性軸。電信號(hào)控制電機(jī)，也決定軸的移動(dòng)量。伺服電機(jī)內(nèi)部設(shè)置簡單：小型直流電機(jī)，控制電路和電位器。直流電機(jī)通過齒輪連接在控制輪上，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電位器的電阻發(fā)生變化，控制電路能夠精確調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)和方向。

　　當(dāng)軸處于正確的(理想的)位置時(shí)，電機(jī)停止供電。如果軸沒有停在目標(biāo)的位置，電動(dòng)機(jī)一直運(yùn)轉(zhuǎn)，直到進(jìn)入正確的方向。目標(biāo)的位置通過使用電脈沖的信號(hào)線傳送。所以，電機(jī)的速度與實(shí)際和理想的位置成正比。當(dāng)電機(jī)接近所需位置時(shí)，電機(jī)開始緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，但電機(jī)轉(zhuǎn)到最遠(yuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)速很快。換句話說，伺服電機(jī)只需要盡可能快地完成任務(wù)，這使得它們成為高效率的設(shè)備。

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