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有刷直流电动机的基本原理当然是将电能转化为运动。它通过磁铁之间的相互作用来实现这一点，其中之一通常是通过使电流流过铁氧体磁芯周围的电线来产生的。流过导线的电流产生第二磁场。这与主磁场相互作用，产生一个反向力，移动电机的一部分，通常导致它绕轴旋转。
有刷直流电机由四个关键部件组成；固定磁铁（称为定子）、转子、换向器和电刷（见图）。 ![]()
转子由一个或多个绕组缠绕在由黑色金属（通常是铁）制成的磁芯上组成，并通过金属“电刷”连接到电源。当通过转子绕组发送电流时，产生的磁场与定子的磁场相互作用并产生转动转子的力。定子可以是永磁体或电磁体，具体取决于任何特定应用的要求。
这一切都很好，但如果只使用普通电线将转子绕组连接到电源，一旦转子转动得足够远，它的磁力就会有效地反转方向——所以转子只会来回移动，而不是旋转一个方向。
为了解决这个问题，使用换向器，换向器是围绕转子轴的导电铜套，在物理和电气上分为多个部分。当换向器旋转时，它通过电刷连接和断开这些段，为不同的段对供电。这会导致电机每次旋转180º时磁场极性反转，从而实现平稳连续的旋转。
无刷直流电机替代解决方案：
顾名思义，无刷直流电机没有电刷。相反，它使用电子控制电路中的晶体管来为转子的电线施加和移除电力，从直流电源产生交流电以在每个半周期反转电流，从而实现连续旋转。
无刷直流电机通常比有刷电机更平稳、更高效，具有更高的扭矩功率比，并提供更高的速度和更精确的控制。由于电刷或换向器没有磨损，它们需要的维护更少，使用寿命更长。然而，无刷电机的主要缺点之一是成本：电机本身以及所需的更复杂的驱动电路。
为提供连续运动，无刷电机的控制器会在电机每次旋转180度或另一个固定量（例如三相电机的120度）时反转电流的方向或相位。
改变控制电压可以使用模拟组件实现，或者使用FPGA或微控制器以数字方式实现。控制电路需要知道电机的相对角位置，以便它可以在正确的时间激活正确的相位。这可以通过使用传感器、光学编码器或霍尔效应传感器来实现，或者在没有传感器的情况下通过从磁场产生的反电动势推断旋转角度来实现。在任何一种情况下，都经常使用一体化电机驱动器，它将所需的功能集成到单个芯片中。
有刷电机的驱动电路：
如上所述，有刷电机不需要外部控制器，因为磁场极性的变化是通过电刷通过绕组接通和断开电通路来实现的，从而实现单向连续旋转。
对于某些应用程序，这已经足够了。但是如果想要能够改变电机的速度，或者反转旋转方向，就需要一个驱动电路。这可以很简单，只需反转电流方向，使电机转向另一方向即可。
要改变速度，可以使用分压器改变电压——速度与电压成正比。然而，以这种方式降低电压效率低下，因为分压器不会降低总电流。为了克服这个问题，经常使用脉冲宽度调制(PWM)，它涉及快速关闭和打开电流以降低电机两端的“平均”电压。
让看一个简单的单向应用程序示例，例如玩具。为此，只需要一个晶体管和一个反激式二极管，它们提供了一条途径来消散反电动势，否则可能会造成损坏（见图）。为了使速度可变，需要一个可以提供所需功率并可以通过控制信号打开和关闭的晶体管。 ![]()
如果需要改变电机的旋转方向，可以使用“H桥”电路来实现，之所以这样称呼是因为它使用四个晶体管来控制电流（见图）。当两个晶体管Q1和Q4导通时，电流从左到右流过电机（图中标记为“BDC”），使其旋转。关闭Q1和Q4并打开Q2和Q3，会使电流从右向左流过电机，从而使其沿相反方向旋转。图中还表明，仍然需要为每个晶体管配备一个反激二极管，就像前面讨论的单晶体管电路一样。实际上，晶体管的体二极管提供了这种功能。 ![]()
有刷直流电机可能看起来不如无刷电机那么迷人，但它们提供可靠、经过验证的性能，需要不太复杂的驱动电路——将总体成本保持在最低水平。 文章来源：深圳博扬智能
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