直流电机

直流电机（direct current machine）是指能将直流电能转换成机械能（直流电动机）或将机械能转换成直流电能（直流发电机）的旋转电机。它是能实现直流电能和机械能互相转换的电机。当它作电动机运行时是直流电动机，将电能转换为机械能；作发电机运行时是直流发电机，将机械能转换为电能。

直流电机原理

下图是分析直流电机的物理模型图

固定部分有:

• 磁铁
  这里称作主磁极
• 电刷

转动部分有:

• 环形铁心
• 绕在环形铁心上的绕组

硬件连接为：它的固定部分（定子）上，装设了一对直流励磁的静止的主磁极 N 和 S，在旋转部分（转子）上装设电枢铁心。在电枢铁心上放置了两根导体连成的电枢线圈，线圈的首端和末端分别连到两个圆弧形的铜片上，此铜片称为换向片。换向片之间互相绝缘，由换向片构成的整体称为换向器。换向器固定在转轴上，换向片与转轴之间亦互相绝缘。在换向片上放置着一对固定不动的电刷 B1 和 B2，当电枢旋转时，电枢线圈通过换向片和电刷与外电路接通。

转动原理为：在电刷上施加直流电压 U,电枢线圈中的电流流向为：N 极下的有效边中的电流总是一个方向，而 S 极下的有效边中的电流总是另一个方向。这样两个有效边所受的洛伦兹力的方向一致（可以根据左手法则判定），电枢开始转动。
具体来说就是，把上图中的+和-分别接到电池的正极和负极，电机即可转动；如果是把上图中的+和-分别接到电池的负极和正极，则电机会反方向转动。电机的转速可以理解为和外接的电压是正相关的（实际是由电枢电流决定）。

总结：调节施加在电机上面的直流电压大小，即可实现直流电机调速，改变施加电机上面直流电压的极性，即可实现电机换向。

减速器

为什么要加减速器：
一般直流电机的转速都是一分钟几千上万转的，所以一般需要安装减速器。

减速器的功能：
减速器是一种相对精密的机械零件，使用它的目的是降低转速，增加转矩。
减速后的直流电机力矩增大、可控性更强。

减速器的分类：
按照传动级数不同可分为

• 单级减速器
• 多级减速器

按照传动类型可分为

• 齿轮减速器
  齿轮减速箱体积较小，传递扭矩大，但是有一定的回程间隙。
• 蜗杆减速器
  蜗轮蜗杆减速机的主要特点是具有反向自锁功能，它的减速比较大，但是一般体积较大，传动效率不高，精度不高
• 行星齿轮减速器
  行星减速机其优点是结构比较紧凑，回程间隙小、精度较高，使用寿命很长，额定输出扭矩可以做的很大，但价格较高

直流电机和减速器一般是装好在一起的

编码器

编码器简介

编码器是一种将角位移或者直线位移转换成一连串电数字脉冲的一种传感器。

可以通过编码器测量电机转动的位移或者速度信息。

编码器按照工作原理，可以分为

• 增量式编码器
  常用的编码器为增量式编码器
• 绝对式编码器
  绝对式编码器的每一个位置对应一个确定的数字码，因此它的示值只与测量的起始和终止位置有
  关，而与测量的中间过程无关。

从编码器检测原理上来分，还可以分为

• 光学式
• 磁式
• 感应式
• 电容式

常见的是光电编码器（光学式）和霍尔编码器（磁式）。一般来说光电编码器是霍尔编码器精度的几十倍。

编码器的工作原理

四倍频采集

编码器采集程序实现

驱动器

TB6612FNG 电机驱动器

TB6612FNG 的主要参数

引脚说明

电机整体接线

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