直流电机的转动奥秘
直流电机,一种神奇的装置,它既能将直流电转化为机械运动(电动机),也能将机械运动转化为直流电(发电机),堪称电能与机械能转换的桥梁。目前广泛应用的直流电机大多采用旋转电枢结构,主要由转子与定子构成。定子部分包括主磁极、换向磁极、电刷装置、机座和端盖等;而转子则包含电枢铁芯、电枢绕组、换向器、转轴和轴承。简单来说,定子是静止的部分,负责产生稳定的磁场;转子则是旋转的部分,负责产生极性变化的磁场。这就是我们常说的直流电机物理模型图,其中固定部分有磁铁,称为主磁极;固定部分还有电刷。转动部分有环形铁芯和绕在环形铁芯上的绕组。
通电导体周围会产生磁场安徽皖南电机,受到安培力的作用。由于直流电的特性,导体产生的极性与主磁极相反,从而产生推动力,使导体向一个方向移动。当电动机转子转过180度时,电机电刷自动转换电流方向,使转子持续旋转。这与我们玩过的磁铁相斥相吸原理相似,很容易理解。这就是直流电机的基本工作原理。
驱动之道
电机作为一种电流驱动的元件,需要大电流驱动。然而,传统单片机的IO输出口输出电流通常只有10mA左右,现在的单片机一般也只有20-25mA,多个IO口加起来的总电流也有限制,有的不超过200mA,有的不超过400mA。皖南电机 以额定电压12V、额定功率25W的直流电机为例,所需的工作电流就是2A,即2000mA。显然,单片机的IO口的驱动能力远远不够。因此,我们需要借助驱动装置来控制电机。在这里,我们选择了ULN2003这款高耐压、大电流、内部由七个硅NPN达林顿管组成的驱动芯片。安徽皖南电机只需知道ULN2003芯片能放大单片机IO口输出的电流,单片机驱动电机时,就必须借助这种驱动芯片的作用。
接线简单,旋转自如
直流电机只有两个端子,接线非常简单。简单来说,一端接电源的正极,另一端接负极,电机就会旋转;如果想让电机向相反的方向旋转,只需调换一下正负极即可。以下是直流电机与单片机连接的原理图: