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5.直流减速电机

减速电机的重要参数

电机一般还有一个 最小启动电压 ，就是可以使得电机(无负载)、开始旋转的电压值。为保证电机正常工作，一般需要接到电机两端的电压值范围为：最小一动电压至额定电压。并且在这个电压值范围内才认为转速与电压成正比。

电机线圈是有铜导线绕线而成的，所以其电机电枢绕组电阻一般都是非常小这样回路中电流一般都是比较大的。这对我们电机驱动设计有很大的影响。

另外，电机还有一个比较重要的参数： 扭矩 。

简化理解 扭矩就是电机可以带动外部部件旋转的力量， 在物理上用转矩来描述，单位为：N.m（常用单位有：Kg.cm）。大扭矩可以带动比较重的东西。

一般认为： 直流电机的扭矩和电流成正比。

6.直流减速电机驱动设计

直流电机旋转：给电机两根线供电电机就可以旋转，给正电压电机正转，给相反电压电机反转；电压越太，电机转得越快，电压越小，转速也变小。

一般我们希望STM32可以方便的调整电机速度，但STM32的IO接口电压和电流一般都是非常有限的，电压是3.3V，电流是8mA，所以为方便控制需要，在微控制器和电机直接添加个驱动电路板。

该电机驱动板有两种输入线：电源输入线和控制信号输入线。其中，电源输入线一般要求是可以提供电机额定电源的大电流电源，一般来说，电机所需要的电压和额定电流是多少，那么就要给电机驱动板提供多大的电压和电流，它是给电机提供动力的来源。控制信号线与微控制器的信号线连接，是实现调速的方法，一般是PWM的可调方波信号。电机驱动板还有一个输出线，有两个接口，它与直流电机的引脚直接连接。

需要注意的是，这里的电机驱动板输出线是应该一系列电路之后才输出的，也就是通过输入信号调制后的输出线。电机控制都是必须有驱动器的。

如果不需要正反转控制(单向旋转)，可以用下图驱动电路，实现电机单向控速。

◆当开关A和D闭合、B和C断开时直流电机正常旋转，记该旋转方向为正方向。

◆当开关B和C闭合、A和D断开时直流电机正常旋转，记该旋转方向为反方向。

◆当开关A和C闭合、B和D断开或者当开关B和D闭合、A和C断开时直流电机不旋 转。此时可以认为电机处于“刹车”状态，电机惯性转动产生的电势将被短路，形成阻碍运动的反电势，形成“刹车”作用。

◆当开关A和B闭合或者当开关C和D闭合时直接电源短路，会烧毁电源，这种情况严禁出现。

◆当开关A、B、C和D四个开关都断开时候，认为电机处于“惰行”状态，电机惯性所产生的电势将无法形成电路，从而也就不会产生阻碍运动的反电势，电机将惯性转动较长时间。

这样简单的控制开关状态就可以控制电机的选择方向。

从上图中可以看到，其形状类似于字母“H”，而作为负；载的直流电机是像“桥”一样架在上面的；所以称之为“H桥驱动”。4个开关所在位置就称为“桥臂”。

在电路中可以做电子开关的有三极管和MOS管。可以使用这两种器件代替开关从而实现

7.H桥电路分析

下面开始以MS管搭建的H桥电路解释电机正反转控制。要使电机运转，必须使对角线上的一对MOS管导通。如图，当Q1管和Q4管导通时(此时必须保Q2和Q3关断)，电流就从电源正极经Q1从左至右穿过电机，然后再经Q4回到电源负极。按图中电流箭头所示，该流向的电流将驱动电机顺时针转动。

另一对MOS管2相Q3导通的时候（此时必须保证Q1和Q4关断），电流从右至左流过电机，从而驱动电机沿逆时针方向转动。驱动电机时，保证H桥两个同侧的MOS管不会同时导通非常重要，如果MOS管Q1和Q2同时导通，那么电流就会从电源正极穿过两个MOS管直接回到负极，此时电路中除了MOS管外没有其它任何负载，因此电路上的电流就达到最大值，烧坏MOS管和电源。Q3和Q4同时导通是同样的道理。

驱动电机时，保证用桥两个同侧的M0S管不会同时导通非常重要，如果MOS管Q1和Q2同时导通，那么电流就会从电源正极穿过两个MOS管直接回到负极，此时电路中除了MOS管外没有其它任何负载，因此电路上的电流就达到最大值，烧坏MS管和电源。Q3和Q4同时导通是同样的道理。

简单的开关只能控制电机正反转，引入PWM控制可以实现方向和速度调节 。调节占空比实现控速，占空比越大平均电压（电流）越大，速度越快PWM频率一般在10KHz~20KHz之间。频率太低会导致电机转速过低，噪声较大。频率太高，会因为MOS管的开关损耗而降低系统的效率。

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