普通电机与各类的本质区别在哪？图解分析

普通电机、步进电机、伺服电机、舵机是指直流微电机，平时我们接触的也多是直流电机。电动机，别名“马达”，就是指根据电磁感应定律保持电磁能的变换或传送的这种电磁感应设备。电机也称(别名电机)，在电源电路连用英文字母“M”(旧规范用“D”)表达。其主要功能是产生驱动扭矩，用作电器或各种机器的动力源。发电机由电路中的字母“G”表示。

普通电机

普通电机是我们平时见得比较多的电机，电动玩具，刮胡刀等里面都有，一般为直流有刷电机。这种电机有转速过快、扭力过小的特点，一般只有两个引脚，用电池的正负极接上两个引脚就会转起来，然后电池得正负极再相反的接在两引脚上电机将会反向转动。

减速电机

减速电机就是普通电机加上了减速箱，这样便降低了转速，增加了扭力，使得普通电机有更广泛的使用空间。

步进电机

步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的;同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。

舵机

舵机主要是由外壳、电路板、无核心马达、齿轮与位置检测器所构成。其工作原理是由接收机发出讯号给舵机，经由电路板上的IC判断转动方向，再驱动无核心马达开始转动，透过减速齿轮将动力传至摆臂，同时由位置检测器送回讯号，判断是否已经到达定位。位置检测器其实就是可变电阻，当舵机转动时电阻值也会随之改变，藉由检测电阻值便可知转动的角度。

舵机厂商提供的规格资料，通常都会包含外形尺寸(mm)、扭力(kg/cm)、速度(秒/60°)、测试电压(V)及重量(g)等基本资料。扭力的单位是kg/cm，意思是在摆臂长度1公分处，能吊起几公斤重的物体。这就是力臂的观念，因此摆臂长度愈长，则扭力愈小。速度的单位是sec/60°，意思是舵机转动60°所需要的时间。

一、变频电机与普通电机的区别

1、它们的散热系统上是有差别的，具体来看变频电机可在其调速范围内随意调速，而电机不会损坏，一般国产的普通电机大部分只能在AC380V/50HZ的条件下运行，普通电机能降频或升频使用，但范围不能太大，否则电机会发热甚至烧坏。普通风机内散热风扇跟风机机芯用同一条线，而变频风机中这两个是分开的。所以普通风机变频过低时，可能会因过热而烧掉。

2、变频电机由于要承受高频磁场，所以绝缘等级要比普通电机高，原则上普通电机是不能用变频器来驱动的，但在实际中为了节约资金，在很多需要调速的场合都用普通电机代替变频电机，但普通电机的调速精度不高，在风机、水泵的节能改造中经常这样做。在用普通电机代替变频电机时变频器的载波频率尽量低一点，以减少高频对电机的绝缘损坏。

3、变频电机加强了槽绝缘，主要是绝缘材料加强并且槽绝缘的厚度也增加了，以提高承受高频电压的水平。

4、增大了电磁负荷，普通电机工作点基本在磁饱和拐点，如果用做变频，易饱和，产生较高的激磁电流，而变频电机在设计时增大了电磁负荷，使磁路不易饱和。

二、变频电机与普通电机的优缺点

1、普通电机的优点在于发展时间长技术成熟，结构上不仅简单便于维修，而且价格很惠民，功能虽少但故障率要低，维修费用要低得多。

2、普通电机的缺点是变频过低时，使用时可能会因过热而烧掉。简单点说就是变频电机更适应转运的一些突发状况，比如电压不稳。

3、变频机的优点在于多了变频调速器，电机也是与普通电机不同，是变频调速转用电机，这种电机设计时，考虑其能适应较宽的工作频率范围，而要减少功耗提高效率。售价来看应该普通电机比较好，价格便宜和使用范围更广。

4、变频机的缺点在于增大了电磁的负荷，普通电机工作点基本在磁饱和拐点，如果用做变频，易饱和，产生较高的激磁电流，而变频电机在设计时增大了电磁负荷，使磁路不易饱和。

一、步进电机的概述

1、系统常识 ：步进电动机是一种将电脉冲转化为角位移的执行元件。当步进电动机驱动器接收到一个脉冲信号(来自控制器)，它就驱动步进电动机按设定的方向转动一个固定的角度 ( 称为 “ 步距角 ”) ，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。

2 、系统控制 ：步进电动机不能直接接到直流或交流电源上工作，必须使用专用的驱动电源(步进电动机驱动器)。控制器(脉冲信号发生器)可以通过控制脉冲的个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的;同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。

3 、主要用途 ：步进电动机是一种控制用的特种电机，作为执行元件，是机电一体化的关键产品之一，随着微电子和计算机技术的发展(步进电动机驱动器性能提高)，步进电动机的需求量与日俱增。步进电动机在运行中精度没有积累误差的特点，使其广泛应用于各种自动化控制系统，特别是开环控制系统。

脉冲型驱动器_一体机_UIM42

二、步进电机的工作原理

1、步进电机是一种常用的控制电机，在工业自动化中被广泛应用。它能够根据外界信号的变化而实现精确的运动控制。步进电机的控制可以分为模拟控制和数字控制两类。模拟控制是通过模拟信号，如模拟电压、模拟电流等，来控制电机的运动。而数字控制则是通过一组数字信号，如高电平信号、低电平信号等，来控制电机的运动。

2、步进电机驱动器是一种用于控制步进电机的装置，它能够根据输入的控制信号，提供步进电机所需的电流和电压，从而控制步进电机的转速和力矩。因此，步进电机驱动器可以控制步进电机的转速和力矩，并能够实现精确的转速调节。

脉冲型驱动器_一体机_UIM42

三、步进电机的调试方法

1、初始化参数在接线之前，先初始化参数。在控制卡上：选好控制方式;将PID参数清零;让控制卡上电时默认使能信号关闭;将此状态保存，确保控制卡再次上电时即为此状态，在步进电机上：设置控制方式;设置使能由外部控制;编码器信号输出的齿轮比;设置控制信号与电机转速的比例关系。一般来说，建议使步进工作中的最大设计转速对应9V的控制电压。比如，UIMOTION是设置1V电压对应的转速，出厂值为500，如果你只准备让电机在1000转以下工作，那么，将这个参数设置为111。

2、接线将控制卡断电，连接控制卡与步进之间的信号线。以下的线是必须要接的：控制卡的模拟量输出线、使能信号线、步进输出的编码器信号线。复查接线没有错误后，电机和控制卡(以及PC)上电。此时电机应该不动，而且可以用外力轻松转动，如果不是这样，检查使能信号的设置与接线。用外力转动电机，检查控制卡是否可以正确检测到电机位置的变化，否则检查编码器信号的接线和设置试方向对于一个闭环控制系统，如果反馈信号的方向不正确，后果肯定是灾难性的。

3、通过控制卡打开步进的使能信号。这是步进应该以一个较低的速度转动，这就是传说中的“零漂”。一般控制卡上都会有抑制零漂的指令或参数。使用这个指令或参数，看电机的转速和方向是否可以通过这个指令(参数)控制。如果不能控制，检查模拟量接线及控制方式的参数设置。确认给出正数，电机正转，编码器计数增加;给出负数，电机反转转，编码器计数减小。如果电机带有负载，行程有限，不要采用这种方式。

脉冲型驱动器_一体机_UIM42

4、测试不要给过大的电压，建议在1V以下。如果方向不一致，可以修改控制卡或电机上的参数，使其一致。抑制零漂在闭环控制过程中，零漂的存在会对控制效果有一定的影响，最好将其抑制住。使用控制卡或步进上抑制零飘的参数，仔细调整，使电机的转速趋近于零。由于零漂本身也有一定的随机性，所以，不必要求电机转速绝对为零。

5、建立闭环控制再次通过控制卡将步进使能信号放开，在控制卡上输入一个较小的比例增益，至于多大算较小，这只能凭感觉了，如果实在不放心，就输入控制卡能允许的最小值。将控制卡和步进的使能信号打开。这时，电机应该已经能够按照运动指令大致做出动作了。

6、调整闭环参数细调控制参数，确保电机按照控制卡的指令运动，这是必须要做的工作，而这部分工作，更多的是经验，步进电机驱动技术从20世纪80年代就开始迅速发展起来，随着智能化、多功能化的发展，步进电机的控制和驱动技术也取得了长足的进步。步进电机驱动器参数设定是实现步进电机驱动的关键，只有正确设置才能达到最佳性能。