直流电机简单的工作原理（直流电机的运行原理及控制方式）

在前面的文章中，已经简单的介绍了电机的一些分类以及应用，下面来详细的介绍一下直流电机的运行原理以及常用的一些控制方式。

直流电机

先来一张直流电机运行原理镇楼，嘿嘿

直流电机运行原理图

相信这样的图各位从初中就开始见到了吧，哈哈。这张图只是直流电机运行最简单原理图，它向我们展示了电机转动的奥秘：即在当前时刻，电流从A端进入，通过abcd然后通过B流出，由洛伦兹力法则（忘记的可以去百度一下）可知ab受朝左的力（中心面上面的线段），而cd受到朝右的力（中心面下面的线段），他们的共同作用使得线圈abcd绕着中间的中心线旋转；旋转过90度后，a处由A毛刷旋转到B毛刷（此处示意图自己脑补），此时的电力方向应该是dcba,但此时dc受到朝左的力（中心面上面的线段），而ba受到朝右的力（中心面下面的线段）。倘若供电持续，则线圈就这样循环旋转下去，也就是直流电机旋转的奥秘。

直流电机

上图中，黑色区域内部缠绕的便是线圈，只不多是多少的问题。红色区域为圆通换向器，这是因为每个线圈与一组换向片相连，再将多个换向片总成为圆筒换向器，安装在转子上（如上图所示）。

先来一个直流电机的控制转速方程，如下图：

直流电机转速方程

其中各参数含义如下：

参数意义

由此可知，直流电机的调速主要由以下方式;

1. 调节电枢供电电压U
2. 减弱励磁磁通(该符号显示不出来，就是上图中倒数第二个)
3. 改变回路电阻R

注意：在一定范围内，调节电枢供电电压的方式最好。改变电阻只能有级调速；弱磁虽然能无级调速，但是范围有限。因此主要以调节供电电枢电压为主。

目前在实际中，常用的调节电枢电压的方法主要为PWM调速（叫他方波调速、占空比调速都行，一般意思到位就行了）。

PWM的调速图如下：

PWM调速

如图所示，上图中Uc的频率便是方波控制电压的频率（一个单正、单负的过程）。并且在电压Ur小于Uc时，方波电压为-Ud，否则为 Ud。

如果Ur是个常值，那么产生的方波便等效于恒压，如下图：

PWM调速