入門電機(jī)系列，基于STM32硬件

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驅(qū)動本來想和電機(jī)一起整理，最后分開去整理。

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文章目錄

• 入門電機(jī)系列，基于STM32硬件
• 前言
• • 電機(jī)驅(qū)動器
• 一、電機(jī)驅(qū)動器是什么？
• 二、驅(qū)動器的分類
• • 有刷電機(jī)驅(qū)動器
  • 無刷電機(jī)驅(qū)動器
  • 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器
  • 伺服電機(jī)驅(qū)動器
• 總結(jié)

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前言

在很多地方都會用到驅(qū)動器，但是驅(qū)動器是個整體的概念，簡單的說驅(qū)動器是驅(qū)動某類設(shè)備的驅(qū)動硬件。比如說電腦以及其他的工業(yè)設(shè)備或者是工具上，都會用到驅(qū)動器。本文重點介紹下驅(qū)動器是什么，以及電機(jī)驅(qū)動器是什么。

電機(jī)驅(qū)動器

提示：以下是本篇文章正文內(nèi)容，下面案例可供參考

一、電機(jī)驅(qū)動器是什么？

電機(jī)驅(qū)動器說白就是個開關(guān)，因為電機(jī)驅(qū)動電流很大或者電壓很高，一般的開關(guān)或者電子元件不能作為控制電機(jī)的開關(guān)時就要加個所謂的驅(qū)動器來控制電機(jī)。

電機(jī)驅(qū)動器的作用 ：電機(jī)驅(qū)動器的作用指通過控制電機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度和運轉(zhuǎn)速度，以此來實現(xiàn)對占空比的控制來達(dá)到對電機(jī)怠速控制的方式。

電機(jī)驅(qū)動電路原理電路圖 ：電機(jī)驅(qū)動電路既可通過繼電器或功率晶體管驅(qū)動，也可利用可控硅或功率型MOS場效應(yīng)管驅(qū)動。為了適應(yīng)不同的控制要求（如電機(jī)的工作電流、電壓，電機(jī)的調(diào)速，直流電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制等），不同種類的電機(jī)驅(qū)動電路必須滿足相關(guān)要求。

二、驅(qū)動器的分類

有刷電機(jī)驅(qū)動器

其實本質(zhì)上是使用 H 橋電路進(jìn)行驅(qū)動，核心電路 H 橋加上一些必要的外圍電路，共同組成直流有刷電機(jī)的驅(qū)動器。H 橋本身可作為集成電路使用，也可由分立元件構(gòu)成。集成電路形式的 H 橋一般用于中小功率需求的應(yīng)用，或者是對電路面積有要求的場合。分立元件形式的 H 橋通常用于大功率或者超大功率需求的應(yīng)用，主要由 MOSFET 或 IGBT 晶體管組成。不過 MCU 的引腳是無法直接驅(qū)動 MOS 管等元件的，需要加上專用的 MOS 管驅(qū)動芯片。下圖是一款經(jīng)典的直流有刷電機(jī)驅(qū)動芯片 L298N，其內(nèi)部集成了兩個 H 橋。

經(jīng)典直流有刷電機(jī)驅(qū)動芯片 L298N

H橋電路

從上圖中可以看到，其形狀類似于字母“H”，而作為負(fù)；載的直流電機(jī)是像“橋”一樣架在上面的；所以稱之為“H橋驅(qū)動”。4個開關(guān)所在位置就稱為“橋臂”。
在電路中可以做電子開關(guān)的有三極管和MOS管。可以使用這兩種器件代替開關(guān)從而實現(xiàn)

下面開始以MS管搭建的H橋電路解釋電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制。要使電機(jī)運轉(zhuǎn)，必須使對角線上的一對MOS管導(dǎo)通。如圖，當(dāng)Q1管和Q4管導(dǎo)通時(此時必須保Q2和Q3關(guān)斷)，電流就從電源正極經(jīng)Q1從左至右穿過電機(jī)，然后再經(jīng)Q4回到電源負(fù)極。按圖中電流箭頭所示，該流向的電流將驅(qū)動電機(jī)順時針轉(zhuǎn)動。
另一對MOS管2相Q3導(dǎo)通的時候（此時必須保證Q1和Q4關(guān)斷），電流從右至左流過電機(jī)，從而驅(qū)動電機(jī)沿逆時針方向轉(zhuǎn)動。驅(qū)動電機(jī)時，保證H橋兩個同側(cè)的MOS管不會同時導(dǎo)通非常重要，如果MOS管Q1和Q2同時導(dǎo)通，那么電流就會從電源正極穿過兩個MOS管直接回到負(fù)極，此時電路中除了MOS管外沒有其它任何負(fù)載，因此電路上的電流就達(dá)到最大值，燒壞MOS管和電源。Q3和Q4同時導(dǎo)通是同樣的道理。
驅(qū)動電機(jī)時，保證用橋兩個同側(cè)的M0S管不會同時導(dǎo)通非常重要，如果MOS管Q1和Q2同時導(dǎo)通，那么電流就會從電源正極穿過兩個MOS管直接回到負(fù)極，此時電路中除了MOS管外沒有其它任何負(fù)載，因此電路上的電流就達(dá)到最大值，燒壞MS管和電源。Q3和Q4同時導(dǎo)通是同樣的道理。

簡單的開關(guān)只能控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)，引入PWM控制可以實現(xiàn)方向和速度調(diào)節(jié) 。

無刷電機(jī)驅(qū)動器

無刷電機(jī)也是使用 H 橋電路進(jìn)行驅(qū)動的，只不過是電機(jī)的每一相都用一個半橋電路驅(qū)動，一個三相無刷電機(jī)總共需要三個半橋，而不像直流有刷電機(jī)驅(qū)動那種使用全橋電路。跟直流有刷電機(jī)電機(jī)一樣，無刷電機(jī)驅(qū)動器也分集成電路形式和分立元件形式，但因為無刷電機(jī)需要換相操作，就算是分立元件形式也只是把半橋電路給獨立了出來。類似于下圖這樣的，就是一款無刷電機(jī)驅(qū)動器。

直流無刷電機(jī)驅(qū)動器

步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器

步進(jìn)電機(jī)不能直接接到直流或交流電源上工作，必須接入專用的驅(qū)動器才能正常使用。控制器將步進(jìn)脈沖和方向信號發(fā)送到步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器，驅(qū)動器將控制器發(fā)來的步進(jìn)脈沖信號轉(zhuǎn)換為激勵步進(jìn)電動機(jī)旋轉(zhuǎn)所需的功率信號。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器通常都帶有細(xì)分功能，可以對步距角和電流進(jìn)行細(xì)分，從而實現(xiàn)更請準(zhǔn)的控制和更低的噪聲震動。

伺服電機(jī)驅(qū)動器

伺服電機(jī)驅(qū)動器（servo drives），是一種用來驅(qū)動和控制伺服電機(jī)的控制器，屬于伺服系統(tǒng)的一
部分。伺服電機(jī)驅(qū)動器接收和放大來自控制系統(tǒng)的命令信號，并將電流傳輸給伺服電機(jī)，以產(chǎn)生
與命令信號成比例的運動。這些命令信號通常對伺服電機(jī)的位置、速度和力矩等參數(shù)進(jìn)行控制，
實現(xiàn)高精度的傳動系統(tǒng)定位。附在伺服電機(jī)上的傳感器將電機(jī)的實際狀態(tài)反饋給伺服驅(qū)動器，驅(qū)
動器將實際電機(jī)狀態(tài)與來自控制系統(tǒng)的命令狀態(tài)進(jìn)行比較。然后驅(qū)動器改變傳給電機(jī)的電壓、頻
率或脈沖寬度，以糾正任何偏離命令的狀態(tài)。下圖是一款伺服電器驅(qū)動器，在實際應(yīng)用中通常把
伺服電機(jī)和驅(qū)動器作為一個整體使用。

舵機(jī)是一種常見的伺服電機(jī)

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總結(jié)

了解不同類型的電機(jī)，所需要使用的驅(qū)動器。

上一節(jié) 入門電機(jī)系列之1認(rèn)識電機(jī)

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的入门电机系列之2驱动器的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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