從安全攝像頭和風扇到 DVD 播放器，再到手機的振動，電機幾乎無處不在。考慮到如此多的變量，許多人發現難以為他們的應用選擇合適的電機并在此過程中遺漏了某些重要參數也就不足為奇了。因此，我們整理了一份指南，幫助您在直流電機、步進電機和伺服電機之間進行選擇。事不宜遲，讓我們直接開始為您的項目選擇合適的電機 - 直流電機、步進電機和伺服電機！我們將研究 3 種常見電機——直流電機、步進電機和伺服電機，它們的應用以及它們的優缺點。

1. 有刷和無刷直流電機

直流電機是一種電磁裝置，它利用磁場和導體的相互作用將電能轉換為機械能進行旋轉。市場上有許多類型的直流電機。有刷和無刷電機是常見的直流電機。

有刷直流電機

有刷直流電機由來已久，其使用可追溯到 1830 年代。他們是各種方式。在玩具、家用電器、電腦散熱風扇中，應有盡有。作為構造和控制簡單的電機之一，有刷直流電機仍然是專業人士和愛好者的愛。

為什么它們被稱為有刷電機？電流通過兩個固定的金屬刷提供，它們與環上的不同部分接觸。隨著換向器的旋轉，電刷與下一段接觸，因此電機繼續旋轉。可以想象，這會產生摩擦，產生熱量，甚至產生火花。

工作原則：

直流電機是如何運動的？直流電機包括兩個關鍵部件： 定子 和 電樞。定子是電機的靜止部分，而電樞旋轉。在直流電機中，定子提供驅動電樞旋轉的旋轉磁場。一對磁鐵或定子通過包圍線圈將線圈包圍在電場中。當電流通過磁場中的電線時，電線會受到力，因此電機中的線圈會受到推動線圈并開始旋轉的力。線圈到達右側區域時會受到向下的力，到達左側區域時會受到向上的力。通過在換向器的不同段上添加多個線圈，可以保持穩定旋轉。您只需顛倒電機觸點上的極性即可反轉旋轉方向。

有刷直流電機的應用：

如今，有些人可能會聲稱有刷直流電機已不再重要，因為無刷電機已將其從許多應用中取代。但是，事實并非如此。對于許多需要在電機的整個速度范圍內保持恒定扭矩的工業應用，有刷電機仍然是好的解決方案。用途包括手機振動器、玩具、手持風扇、無繩電鉆和車窗等。根據您的應用需求，有刷直流電機可能是更合適的選擇。如果簡單的控制方案和低成本是您關心的問題，請考慮使用有刷直流電機。無刷直流電機在機械上比有刷電機更簡單。由于換向是電動實現的，因此消除了有刷直流電機的火花和噪音，使電流能夠安靜地切換，從而使電機能夠安靜地驅動。這些安靜的電機可用于計算機風扇、磁盤驅動器、無人機、電動汽車和高精度伺服機構。

工作原理無刷直流電機：

無刷直流電機只有一個運動部件——轉子，消除了有刷電機中的電刷帶來的復雜性。而且與有刷電機不同，轉子由一圈永磁體組成，而線圈是固定的。這種設置消除了對刷子的需要。困難的部分在于控制流過線圈的電流的極性并使其與轉子的速度保持同步。這可以通過測量反電動勢或使用霍爾效應傳感器直接測量磁鐵的位置來實現。因此，無刷直流電機通常更昂貴、更復雜，盡管它與有刷直流電機相比具有眾多優勢。

應用：

由于效率和耐用性，無刷直流電機在很大程度上取代了有刷電機。它們在連續運行的設備（例如洗衣機、空調）以及消費電子產品（例如計算機風扇和磁盤驅動器）中具有廣泛的應用。它們被用于無人機，因為可以控制每個轉子的轉速。在不久的將來，我們可以期待更多無刷電機的應用！

2.步進電機

步進電機是以緩慢、和離散的步驟移動的電機。因其的位置控制而受到重視，他們發現了無數的應用，例如桌面打印機、安全攝像頭和 CNC 銑床。

工作原則：

步進電機有一個控制器系統，它向驅動器發送電脈沖，驅動器解釋這些脈沖并向電機發送成比例的電壓。然后電機以和固定的角度增量移動，因此得名“步進器”。步進電機的工作原理與無刷直流電機類似，只是它的移動步距要小得多。它的運動部件也是轉子，其中包含磁鐵。交流電控制每個線圈的極性。隨著極性的變化，每個線圈都會獲得推動或拉動效應，從而移動電機。我們可以使用常用且便宜的微控制器來控制步進電機。但是，步進電機是一種耗電設備，它會不斷消耗大電流。它采取的小步驟也意味著它的高速度較低，并且在使用高負載時可能會跳過步驟。

步進電機的應用：

步進電機 的用途多種多樣，可在無數常見的機器和設備中找到。它們在需要定位、低速扭矩和速度控制的應用中非常有用。應用包括 C NC 銑床、醫學成像機械、打印機、汽車后視鏡傾斜、安全攝像頭、機器人，以及3D 打印機。

3.伺服電機

伺服電機是能夠提供非常的運動控制的電機。伺服電機系統中的反饋檢測實際速度或位置與所需速度或位置之間的差異，以便控制器可以調整輸出以糾正與目標位置的任何漂移。定位旋轉和連續旋轉是伺服電機的兩種基本類型。

工作原則：

伺服電機由直流電機組成，但不是伺服電機。直流電機以高轉速和非常低的扭矩旋轉。然而，在伺服電機內部，有一個齒輪裝置可以使內部直流電機的高速運轉并使其減速，同時增加扭矩。因此，伺服的齒輪設計轉速要慢得多，但扭矩更大。廉價伺服系統中的齒輪通常由塑料制成，以保持輕便并降低成本。但是對于設計用于為較重的工作提供更大扭矩的伺服電機，它們通常使用金屬齒輪。伺服系統在齒輪上包含一個位置傳感器或編碼器。基于閉環控制，微控制器將轉子的實際位置與所需位置進行比較，并生成誤差信號。然后使用該誤差信號生成適當的控制信號以將轉子移動到位置。更復雜的伺服系統還可以測量速度以提供更和更平穩的運動。位置旋轉伺服系統——廣泛用于需要適度定位的小型項目，這是常見和便宜的伺服電機類型。該伺服電機在 180 度范圍內旋轉。它們不提供速度控制或連續旋轉。它在齒輪機構中內置了物理止動裝置，以防止轉動超出這些限制以保護旋轉傳感器。連續旋轉伺服 -與位置旋轉伺服不同，連續旋轉伺服可以順時針或逆時針連續轉動，根據命令信號以不同的速度轉動。

這樣，直流、步進和伺服電機的特性為您在選擇不同的電機時提供信息。速度、扭矩、電流和電壓等規格也將決定哪種電機適合您的項目，因此請務必注意所需的要求。由于每個項目都是的，因此在決策過程中，一個因素通常比另一個因素更重要。通過了解可用的電機并制定一套清晰的項目參數，您可以避免代價高昂的錯誤并選擇適合工作的電機。

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