几种电机驱动的比较
直流电机与交流电机的对比
（一）直流电机驱动方式直流驱动作为一种比较便宜的驱动方式很早以前就已居电动设备上广泛应用。
然而，直流系统本身在性能、维修等方面存在一些固有的缺陷。
20世纪90年代前的电动车辆几乎是直流电机驱动的。
直流电机本身效率低，体积和质量大，换向器和碳刷限制了它转速的提高，最高转速为6000－8000r/min。
其工作原理是：直流电流经碳刷输送到换向器，并传到转子。
这各方式有两个明显的缺陷：第一，所有的电枢电流必湏经由碳刷来输送，电机的性能取决于碳刷的物理尺寸及磨损情况，而且这也会限制电机制动性能的发挥。
另外，碳刷容易损坏，必湏定期（半年至一年）更换，否则会极大地影响电机寿命。
考虑到这一点，直流电机上往往配置侦测碳刷磨损并发出警告的装置。
第二，直流电动机的热量主要产生在电动机的内部部件，因此大多数直流电机都会同时配备一个风扇用于散热。
以上装置无疑增加了电机的成本。
因此，选购电机叉车时，选购直流驱动方式的电动机车主要是考虑了叉车的价格因素，考虑了直流驱动是一种比较便宜的驱动方式，同时直流驱动应用较早，技术也比较成熟。
但如上所述，直流电机也具有很多缺点，这是企业在采购电动叉车时必湏考虑的技术因素。
（二）交流电机驱动方式比较分析以交流电机为核心的交流驱动系统因其生产效率高、维护成本低被业内专家誉为21世纪电动叉车的革命性技术。
全球叉车巨头竞相推出性能更佳的交流驱动电动叉车，以丰富自己的产品，满足用户需求，赢得市场份额。
国内领先的叉车企业也开始致力于交流技术应用方面的研发，将新型交流驱动电动叉车作为参与国内乃至全球市场竞争的制胜砝码。
感应电机交流驱动系统是20世纪90年代民展起来的新技术。
其原理是将三相交流电输送给固定的定子绕组，产生旋转的磁场感应闭合的转子绕组产生电流，转子在电磁力的作用下顺着旋转磁场的转动方向旋转。
电机控制器采用矢量控制的变频调速方式。
交流电动机最为突出的优势是没有碳刷，也没有直流电动机通常对最大电流方面的限制，这意味着电动机在实际使用中可以得到更多的能量及更大的制动扭力，于是可以更快的速度运转。
伺服驱动与步进驱动的差异比较
伺服驱动与步进驱动的差异比较在自动化应用领域，电机驱动是至关重要的组成部分。
伺服驱动和步进驱动是两种常见的电机驱动方式。
虽然它们都是用于控制电机的，但它们之间存在着一些显著的差异。
本文将比较伺服驱动和步进驱动之间的差异，包括以下几个方面。
1. 工作原理伺服驱动和步进驱动在工作原理上存在着很大差异。
步进驱动通常通过改变电机定子的相序来控制转子的位置；而伺服驱动则是通过一个反馈回路实现控制和调整。
伺服驱动具有更为精确的位置控制和更高的重复性。
2. 运行速度在运行速度方面，步进驱动有着一定的缺陷。
步进驱动具有固定的步距和转速，但随着转速的增加，步进电机容易出现失步现象。
相反，伺服驱动可以更好地适应不同的转速，并且具有更高的控制精度和更快的响应速度。
3. 功率控制伺服驱动和步进驱动在功率控制方面也存在差异。
步进驱动是一种开环控制系统，其无法准确控制每个步进电机的功率。
伺服驱动则可以通过反馈回路实现精确的电流控制，从而控制电机的输出功率。
4. 成本在成本方面，步进驱动通常会更便宜一些。
步进驱动的控制系统相对简单，容易用低成本部件实现；而伺服驱动则需要更为复杂和昂贵的控制系统。
5. 应用范围由于伺服驱动具有更高的控制精度和更快的响应速度，因此它们通常用于需要高精度定位和速度控制的应用程序中，例如机器人、数控机床和自动精密加工设备等。
而步进驱动通常用于较低要求的应用程序中，例如纺织、包装和印刷等行业。
结论尽管伺服驱动和步进驱动都是控制电机的有效方式，但它们之间存在着很大的差异。
伺服驱动具有更高的控制精度和更快的响应速度，更适用于需要高精度定位和速度控制的应用程序中。
而步进驱动则适用于对精度和速度要求较低的应用程序中，同时还具有更低的成本。
在选择驱动方式时，应根据应用程序的具体要求进行决策。
步进电机和伺服驱动电机的区别
步进电机和伺服驱动电机的区别我非常严肃的说一句,对待科学问题,要有把握才回答,不要误导提问者,以上几位回答者的答案均有误导性步进电机和交流伺服电机性能比较步进电机是一种离散运动的装置，它和现代数字控制技术有着本质的联系。
在目前国内的数字控制系统中，步进电机的应用十分广泛。
随着全数字式交流伺服系统的出现，交流伺服电机也越来越多地应用于数字控制系统中。
为了适应数字控制的发展趋势，运动控制系统中大多采用步进电机或全数字式交流伺服电机作为执行电动机。
虽然两者在控制方式上相似（脉冲串和方向信号），但在使用性能和应用场合上存在着较大的差异。
现就二者的使用性能作一比较。
一、控制精度不同两相混合式步进电机步距角一般为3.6°、 1.8°，五相混合式步进电机步距角一般为0.72 °、0.36°。
也有一些高性能的步进电机步距角更小。
如四通公司生产的一种用于慢走丝机床的步进电机，其步距角为0.09°；德国百格拉公司（BERGER LAHR）生产的三相混合式步进电机其步距角可通过拨码开关设置为1.8°、0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、0.036°，兼容了两相和五相混合式步进电机的步距角。
交流伺服电机的控制精度由电机轴后端的旋转编码器保证。
以松下全数字式交流伺服电机为例，对于带标准2500线编码器的电机而言，由于驱动器内部采用了四倍频技术，其脉冲当量为360°/10000=0.036°。
对于带17位编码器的电机而言，驱动器每接收217=131072个脉冲电机转一圈，即其脉冲当量为360°/131072=9.89秒。
是步距角为1.8°的步进电机的脉冲当量的1/655。
二、低频特性不同步进电机在低速时易出现低频振动现象。
步进电机驱动方式的分类及比较
步进电机驱动方式的分类及比较步进电机驱动方式的分类及比较：步进电机驱动方法的分类主要有恒电压驱动方式、恒电流斩波驱动方式和细分驱动方式。
以下是这几种驱动方式的简介及比较。
1 恒电压驱动方式1．1 单电压驱动单电压驱动是指在电机绕组工作过程中，只用一个方向电压对绕组供电。
如图2所示，L为电机绕组，VCC为电源。
当输入信号In为高电平时，提供足够大的基极电流使三极管T处于饱和状态，若忽略其饱和压降，则电源电压全部作用在电机绕组上。
当In为低电平时，三极管截止，绕组无电流通过。
为使通电时绕组电流迅速达到预设电流，串入电阻Rc；为防止关断T时绕组电流变化率太大，而产生很大的反电势将T击穿，在绕组的两端并联一个二极管D和电阻Rd，为绕组电流提供一个泄放回路，也称“续流回路”。
单电压功率驱动电路的优点是电路结构简单、元件少、成本低、可靠性高。
但是由于串入电阻后，功耗加大，整个功率驱动电路的效率较低，仅适合于驱动小功率步进电机。
1．2 高低压驱动为了使通电时绕组能迅速到达设定电流，关断时绕组电流迅速衰减为零，同时又具有较高的效率，出现了高低压驱动方式。
如图3所示，Th、T1分别为高压管和低压管，Vh、V1分别为高低压电源，Ih、I1分别为高低端的脉冲信号。
在导通前沿用高电压供电来提高电流的前沿上升率，而在前沿过后用低电压来维持绕组的电流。
高低压驱动可获得较好的高频特性，但是由于高压管的导通时间不变，在低频时，绕组获得了过多的能量，容易引起振荡。
可通过改变其高压管导通时间来解决低频振荡问题，然而其控制电路较单电压复杂，可靠性降低，一旦高压管失控，将会因电流太大损坏电机。
2 恒电流斩波驱动方式2．1 自激式恒电流斩波驱动图4为自激式恒电流斩波驱动框图。
把步进电机绕组电流值转化为一定比例的电压，与D／A转换器输出的预设值进行比较，控制功率管的开关，从而达到控制绕组相电流的目的。
从理论上讲，自激式恒电流斩波驱动可以将电机绕组的电流控制在某一恒定值。
变频器驱动的电机类型及特点比较
变频器驱动的电机类型及特点比较在工业自动化领域中，电机是最为常见且重要的设备之一。
而电机驱动系统中的变频器在控制电机速度和转矩方面起着至关重要的作用。
本文将对常用的变频器驱动的电机类型进行比较，分析它们的特点和适用场景。
一、感应电机（异步电机）感应电机是最常见的电机类型之一，其结构简单且成本较低。
在工业生产中，感应电机广泛应用于各种领域，包括风机、泵、压缩机、传送机械等。
在变频器驱动下，感应电机具有以下特点：1. 宽速调节范围：感应电机在变频器的调节下，可以实现较宽的速度调节范围，从低速到高速皆可满足需求。
2. 启动转矩大：感应电机在变频器驱动下，能够提供较大的启动转矩，适用于一些启动转矩较大的设备。
3. 效率较低：相比于其他电机类型，感应电机的效率较低。
当变频器处于低速调节状态时，效率下降较为明显。
二、永磁同步电机永磁同步电机利用永磁体的特性，具有优异的性能表现。
随着技术的发展，永磁同步电机在工业应用中得到了广泛的推广。
在变频器驱动下，永磁同步电机具有以下特点：1. 高效率：永磁同步电机的效率相比于感应电机更高，在变频器驱动下尤为明显。
能够降低能耗，提高整个系统的效率。
2. 高功率密度：永磁同步电机具有较高的功率密度，体积小、重量轻，适用于一些对体积要求较高的场景。
3. 高精度控制：永磁同步电机通过变频器驱动，可以实现精准的速度控制和转矩控制。
三、有刷直流电机有刷直流电机是一种传统的电机类型，其结构简单、稳定性较高，在一些特定场景中仍然得到广泛应用。
在变频器驱动下，有刷直流电机具有以下特点：1. 调速性能好：有刷直流电机在变频器控制下，可以实现很好的调速性能，且调速范围广。
2. 转矩波动小：相比于其他类型的电机，有刷直流电机的转矩波动相对较小，适用于对转矩要求较高的场景。
3. 维护成本低：有刷直流电机相比于其他类型的电机结构较为简单，故维护成本较低。
综上所述，不同类型的电机在变频器驱动下具备不同的特点和适用场景。
驱动电机
电动汽车
1、驱动电机概述与分类
1.2 驱动电机分类
常用电机的性能比较
电动汽车
1、驱动电机概述与分类
1.3 驱动电机工作环境
① 电机运行工况复杂，变化频繁 ② 环境：冲击、振动 ③ 动力电池能量有限 ④ 电机也是负载
电动汽车
1、驱动电机概述与分类
1.4 需要什么样的驱动电机？ ① 电机要高比功率 ② 电机要高效率 ③ 电机要高可靠性 ④ 电机使用高电压，保证高电气
了解一下原因：
我国钕铁硼磁性材料的总产量达到全球的80%（ 尽管高端钕铁硼产量有限）。
日本则是稀土产业的大国，世界销量前三的钕 铁硼公司：住友特殊金属公司、新越化学实业 公司和TDK集团都是日本公司。
钕铁硼是稀土资源，对于稀土资源缺少或稀土 工业不发达的国家而言，车用动力电机的技术 方案是与国家安全相关的。特斯拉（Tesla） Model S的感应电动机铜芯转子是一项创新的技 术，即专利US20130069476。
2.高转矩大功率电机：38 MW 永磁同步电机。
3.永磁材料耐高温
电动汽车
电机常用永磁材料：铝镍钴、铁氧体、钐钴、钕铁硼。
钕铁硼磁 性材料是 钕，氧化 铁等的合 金，又点实验室
国家稀土永磁电机工程技术研究中心，唐任远院士
简介：唐任远院士是我国稀土永磁电机领域的奠基者 和开拓者之一,现任中国工程院院士、沈阳工业大学特 种电机研究所所长、教授、博士生导师、国家稀土永 磁电机工程技术研究中心主任,长期从事稀土永磁电机 方面的研究,积极推动我国稀土资源开发利用,研制成 我国首台稀土永磁电机,多项研究成果已达到国际先进 水平。研制成我国首台稀土永磁电机
直流电机结构图
电动汽车
1、驱动电机概述与分类
电动汽车主要驱动方式对比
导读：电动汽车可分为两种：单电机集中驱动型式电动汽车(简称集中驱动式电动汽车)和多电机分布驱动型式电动汽车(简称分布式驱动电动汽车)。
电动汽车作为一种工业产品，以电池为主要能量源，动力源全部或部分由电动机提供，涉及机械、电力电子、通信、嵌入式控制等多个学科领域。
电动汽车与传统汽车相比，能量源、驱动系统结构都发生了极大的改变。
根据驱动系统结构布置的不同，电动汽车可分为两种：单电机集中驱动型式电动汽车(简称集中驱动式电动汽车)和多电机分布驱动型式电动汽车(简称分布式驱动电动汽车)。
1、传统集中式驱动结构类型集中驱动式电动汽车与传统内燃机汽车的驱动结构布置方式相似，用电动机及相关部件替换内燃机，通过变速器、减速器等机械传动装置，将电动机输出力矩，传递到左右车轮驱动汽车行驶。
集中驱动式电动汽车操作实现技术成熟、安全可靠，但存在体积较重，效率相对不高等不足。
随着纯电动汽车技术研究的深入，纯电动汽车的驱动系统的布置结构也逐渐由单一动力源的集中式驱动系统向多动力源的分布式驱动系统发展。
图1.1为电动汽车不同驱动系统的结构示意图。
图1.1(a)为单电动机集中驱动型式，由电动机、减速器和差速器等构成，由于没有离合器和变速器，可以减少传动装置的体积及质量。
图1.1(b)也为单集中驱动型式，与发动机横向前置前驱的内燃机汽车结构布置方式相似，将电动机、减速器和差速器集成一体，通过左右半轴分别驱动两侧车轮，该布置型式结构紧凑，多用于小型电动汽车上。
图1.1(c)为双电机分布驱动型式，两个驱动电机通过减速器分别驱动左右两侧车轮，可通过电子差速控制实现转向行驶，以取代机械差速器，该驱动方式为目前研究的热点。
图1.1(d)为轮毂电机分布式驱动型式，电动机和固定速比的行星齿轮减速器安装在车轮里面，省去传动轴和差速器，从而使传动系统得到简化。
该驱动方式对驱动电机的要求较高，同时控制算法也比较复杂。
2、分布式驱动电动汽车结构类型分布式驱动电动汽车按照动力系统的组织构型不同可分为两种：电机与减速器组合驱动型式，轮边电机或轮毂电机驱动型式。
电机驱动器的选型与控制策略比较分析
电机驱动器的选型与控制策略比较分析引言：电机驱动器是将电能转换为机械能的重要装置，广泛应用于工业生产和日常生活中。
在选择电机驱动器和制定控制策略时，需要综合考虑多种因素，如效率、成本、功率密度和可靠性等。
本文将对电机驱动器的选型和控制策略进行比较分析，以帮助读者了解不同的选择和控制策略在实际应用中的优劣势。
一、电机驱动器的选型1. 直流电机驱动器直流电机驱动器是较早应用的一种驱动器，其优点是速度调节范围广、响应快、转矩平滑，适应性强。
然而，直流电机的机械结构复杂，维护成本较高，且容易发生火花和腐蚀等现象，因此在某些场合有一定的局限性。
2. 交流电机驱动器交流电机驱动器是当前主流的驱动器类型之一，其优点是结构简单、成本较低、维护方便。
交流电机驱动器可以分为感应电机驱动器和永磁同步电机驱动器两种类型。
感应电机驱动器适用于大功率和高转速的应用，而永磁同步电机驱动器则适用于小功率和低转速的应用。
3. 步进电机驱动器步进电机驱动器是一种将电机旋转通过精确的步进控制来实现的驱动器。
步进电机驱动器的优点是定位精度高、转矩稳定、速度控制容易，适用于精确控制的领域，如印刷机械、数控机床等。
二、电机驱动器的控制策略比较分析1. 电压源控制电压源控制是常用的一种控制策略，通过电压的调节来控制电机的转速和转矩。
优点是控制简单、可靠性高，适用于大多数应用场景。
但在低速和高速工作条件下，电机转矩的精度会有一定抖动，且滞后性较大。
2. 电流源控制电流源控制是一种更为精确的控制策略，通过电流的调节来控制电机的转速和转矩。
相比电压源控制，电流源控制可以提供更稳定的转矩和更精确的转速控制。
然而，电流源控制对电机的参数要求较高，且易受负载扰动影响。
3. 矢量控制矢量控制是基于电机的转子定向原理，通过提供转子磁场定向的控制量来实现电机的转速和转矩控制。
矢量控制具有高精度、高动态响应和稳态性能好等优点，适用于高性能和高要求的应用场景，如电动汽车和电梯等。
伺服电机和步进电机的区别(一)
伺服电机和步进电机的区别(一)伺服电机和步进电机是目前工业中应用比较广泛的两种电动机，它们在驱动精度、反应速度、能耗等方面有比较明显的差异。
接下来将从以下四个方面对它们进行比较。
1. 基本工作原理伺服电机的基本工作原理是在控制器的作用下，将反馈的位置和速度信号与预设的目标位置、速度进行比较后，通过调节电机的电流大小和方向，实现精确的控制。
而步进电机的工作原理是在控制器的驱动下，按照预设的步进角度以及方向进行转动，具有固定的步进角度，能够比较稳定地输出转矩。
2. 驱动精度伺服电机在驱动精度方面表现更为优异，可以实现更高的控制精度，不仅可以达到较高的转速，还可以精确地控制位置、速度等参数。
而步进电机虽然在精准定位方面有一定的优势，但是在运动过程中容易发生失步，导致驱动精度有时候不能够得到很好的保证。
3. 反应速度伺服电机具有更快的反应速度，可以更快地响应控制信号进行控制，应用范围更广，适用于速度要求较高的场合。
而步进电机由于在控制信号响应速度以及电磁转矩上存在一定的局限性，反应速度相对较慢，适用于速度要求较低的场合。
4. 能耗与实际应用伺服电机在能耗上比步进电机高出不少，而且在实际应用中，伺服电机具有更广泛的适用性，更加稳定，控制也更为直观，可以应用在许多不同场所，比如机床、自动化设备、飞机、船舶等。
而步进电机则主要应用于定位、打印等精细控制领域，其性价比表现更好。
总的来说，伺服电机和步进电机是应用比较广泛的两种电动机，在驱动精度、反应速度、能耗等方面有明显的差异，它们在不同的场合具有不同的应用价值。
因此，在采用电动机的时候，需要根据实际应用的情况进行选择，以达到最好的驱动效果。
变频驱动器、伺服驱动器、减速机的区别
变频驱动器、伺服驱动器、减速机的区别先谈下变频驱动器与伺服驱动器的区别伺服的基本概念是准确、精确、快速定位。
变频是伺服控制的一个必须的内部环节，伺服驱动器中同样存在变频（要进行无级调速）。
但伺服将电流环速度环或者位置环都闭合进行控制，这是很大的区别。
除此外，伺服电机的构造与普通电机是有区别的，要满足快速响应和准确定位。
现在市面上流通的交流伺服电机多为永磁同步交流伺服，但这种电机受工艺限制，很难做到很大的功率，十几KW以上的同步伺服价格及其昂贵，这样在现场应用允许的情况下多采用交流异步伺服，这时很多驱动器就是高端变频器，带编码器反馈闭环控制。
所谓伺服就是要满足准确、精确、快速定位，只要满足就不存在伺服变频之争。
一、两者的共同点：交流伺服的技术本身就是借鉴并应用了变频的技术，在直流电机的伺服控制的基础上通过变频的PWM方式模仿直流电机的控制方式来实现的，也就是说交流伺服电机必然有变频的这一环节：变频就是将工频的50、60HZ的交流电先整流成直流电，然后通过可控制门极的各类晶体管（IGBT，IGCT等）通过载波频率和PWM调节逆变为频率可调的波形类似于正余弦的脉动电，由于频率可调，所以交流电机的速度就可调了（n=60f/p ，n转速，f频率， p极对数）二、变频器：简单的变频器只能调节交流电机的速度，这时可以开环也可以闭环要视控制方式和变频器而定，这就是传统意义上的V/F控制方式。
现在很多的变频已经通过数学模型的建立，将交流电机的定子磁场UVW3相转化为可以控制电机转速和转矩的两个电流的分量，现在大多数能进行力矩控制的著名品牌的变频器都是采用这样方式控制力矩，UVW每相的输出要加霍尔效应的电流检测装置，采样反馈后构成闭环负反馈的电流环的PID调节；ABB的变频又提出和这样方式不同的直接转矩控制技术，具体请查阅有关资料。
这样可以既控制电机的速度也可控制电机的力矩，而且速度的控制精度优于v/f控制，编码器反馈也可加可不加，加的时候控制精度和响应特性要好很多。
步进电机驱动方案
步进电机驱动方案概述步进电机是一种非常常用的电动机，常用于需要精确位置控制的设备和系统中。
它通过控制电流的方向和大小来实现旋转，在许多应用中具有良好的性能和可靠性。
步进电机驱动方案是指将电机与控制电路相结合，实现对步进电机运动的控制和驱动。
本文将介绍几种常见的步进电机驱动方案，包括单相和双相驱动方案。
我们将重点讨论它们的原理、优缺点以及适用场景，以帮助读者选择最合适的步进电机驱动方案。
单相驱动方案原理单相驱动方案是最简单和常见的步进电机驱动方案之一。
它基于步进电机的特性：每个电极组依次激活和关闭，以便使电机转动。
单相驱动方案使用两个晶体管来控制电机的两个电极，通常称为A相和B 相。
通过控制晶体管的导通和断开，可以实现步进电机的旋转。
优点•简单的电路结构•成本低•容易理解和实现缺点•输出力矩较低•不适用于高速应用•低效率适用场景•低成本应用•速度要求不高的应用•不需要高力矩的应用双相驱动方案原理双相驱动方案是一种改进的驱动方案，通过使用四个晶体管来控制步进电机的两个相。
与单相驱动方案相比，双相驱动方案可以提供更高的力矩和速度。
在双相驱动方案中，每个相都包含两个电极，通常称为A+、A-和B+、B-。
通过改变晶体管的导通和断开，可以实现电机的旋转。
在每个步进脉冲中，晶体管依次导通和断开，使电机转动。
优点•较高的力矩输出•较高的速度•较高的效率缺点•复杂的电路结构•成本较高适用场景•高速应用•高力矩要求的应用•对效率要求较高的应用高级驱动方案除了单相和双相驱动方案，还有一些高级的步进电机驱动方案，用于满足更复杂的应用需求。
这些方案通常包括使用更多的相位和更复杂的电路。
例如，四相驱动方案通过使用八个晶体管和四个相位来控制电机。
这种方案提供了更高的细分能力和更平滑的运动。
另一种高级的驱动方案是微步进驱动，通过改变步进脉冲的频率和幅度来实现更精细的控制。
微步进驱动可以提供更高的精度和平滑的运动。
这些高级驱动方案在某些特定的应用中非常有用，但也更加复杂和昂贵。
步进电机单极驱动与双极驱动比较
步进电机单极驱动与双极驱动比较VR型步进电机定子磁极吸引转子时，由于转子磁极为永久磁极，有磁化的N极和S极，不论定子绕组激磁所产生极性为N极还是S 极均会产生吸引力。
定子磁极激磁为N极时，吸引S极性转子磁极，激磁S极性的定子磁极会吸引转子的N磁极。
因此，定子磁极需要极性的切换。
激磁定子磁极的线圈为单线圈绕组，磁极正反切换，则电流需正反向流因此驱动电路为双极方式。
磁极上绕有两个线圈组成双线圈，一个线圈直流通电产生的极性，与另一个线圈直流通电产生的极性相反，此为单极方式。
下图表示单极方式与双极方式的简图，即在1个主极上的绕线方式。
单极方式时，两个绕组同时绕制，如上图所示，一个线圈的终端是另一个线圈始端，它们共用一点。
单极式时，C端接电源正极、A端接电源负极，或C端接正、A端接负的两种激磁状态下，定子主极及其前端的齿会产生相反的极性。
单极方式必需要留意，A端子与“杠A”端子犹如时通电，主极的合成磁通相互抵消，只产生线圈的铜耗。
下图表示单极和双极的两相驱动电路及其电压波形，两相式通常用两相激磁方式（通常两个相同时加激磁电压）。
比较单极式与双极式的驱动电路，单极式驱动电路功率管用4个，线圈电流在线圈内单一方向流淌。
相对的双极式的驱动电路功率管的个数为单极式的2倍，需要8个。
正向与反向的电流在线圈内正反向交替流过，Tr1与Tr4或Tr3与Tr2同时而且交替导通。
Tr1与Tr3即使短时同时导通，也会造成电源短路，产生很大的电流，因此有必要附加防止短路电路，双极式的驱动电路比单极的状况要简单。
低速时的效率双极式比较好，第一张图所示的单极式与双极式的导线线径相同，单极状况的线圈匝数为N，其电阻为R，相对双极的匝数为2倍的2N，线圈电阻也变成2R。
下表表示恒压驱动电路在低速时，对单极与双极驱动工作效率的比较。
电流与线圈匝数之积称为安匝，与转矩成正比，两者如转速相同，输出功率也与其有比例关系。
由于低速时，电抗小，电抗假如忽视不计，V/R即为电流，与N之积VN/R变成安匝数。
汽车驱动电机的类型及特点
汽车驱动电机的类型及特点
汽车驱动电机主要分为以下几种类型：
1. 直流电机：直流电机是最早被应用于汽车驱动电机的一种电机。
它具有结构简单、控制容易、启动扭矩大等特点，但它的效率低和维护成本高是它的缺点。
2. 永磁同步电机：永磁同步电机具有高效率、低能耗、高功率密度、响应速度快等优点，但是稳态性能受电机转速和工作温度的影响较大，同时价格相对较高。
3. 风冷异步电机：风冷异步电机是一种无需水冷却的电机，具有结构简单、维护成本低等优点，但是由于异步电机本身的劣势（启动扭矩较低），在需要大启动扭矩时会出现短暂的动力不足现象。
4. 永磁无刷直流电机：永磁无刷直流电机是一种新型的电机，具有响应速度快、高效率、高功率密度等优点，但是整体成本较高。
这些不同类型的电机各有优缺点，汽车制造商需要根据不同的车型、用途以及价格等因素进行选择。
电动汽车的四种驱动电机比较
电动汽车的四种驱动电机比较
新能源汽车具有环保、节约、简单三大优势。
在纯电动汽车上体现尤为明显：以电动机代替燃油机，由电机驱动而无需自动变速箱。
相对于自动变速箱，电机结构简单、技术成熟、运行可靠，甚至被视为中国在新能源汽车行业实现汽车工业“弯道超车”的希望领域之一。
新能源电动汽车主要是由电机驱动系统、电池系统和整车控制系统三部分构成，其中的电机驱动系统是直接将电能转换为机械能的部分，决定了电动汽车的性能指标。
因此，对于驱动电机的选择就尤为重要。
电动汽车的驱动电机要求有以下几个特点：
l 宽广的恒功率范围，满足汽车的变速性能
l 启动扭矩大，调速能力强
l 效率高，高效区广
l 瞬时功率大，过载能力强
l 功率密度大，体积小，重量轻
l 环境适应性高，适应恶劣环境
l 能量回馈效率高
根据驱动原理，电动汽车的驱动电机可分为以下4种：
1、直流电动机
在电动汽车发展的早期，很多电动汽车都是采用直流电动机方案。
主要是看中了直流电机的产品成熟，控制方式容易，调速优良的特点。
但由于直流电动机本身的短板非常突出，其自身复杂的机械结构（电刷和机械换向器等），制约了它的瞬时过载能力和电机转速的进一步提高；而且在长时间工作的情况下，电机的机械结构会产生损耗，提高了维护成本。
此外，电动机运。
伺服电机驱动方案
伺服电机驱动方案1. 引言伺服电机是一种具有精确位置和速度控制能力的电机。
它被广泛应用于需要高精度控制的领域，如机械制造、自动化设备、机器人等。
伺服电机的驱动方案对于其性能和稳定性起着至关重要的作用。
本文将介绍几种常见的伺服电机驱动方案，并分析其特点和适用场景。
2. 开环控制开环控制是最简单的伺服电机驱动方案之一。
在开环控制中，驱动器通过向电机供电来驱动电机转动，但没有反馈信号用于控制电机的实际位置和速度。
这种控制方案的优点是结构简单、成本低廉。
然而，由于缺乏反馈信息，开环控制无法对电机的实际运动进行精确控制，容易受到负载变化和外界干扰的影响。
开环控制适用于对位置和速度控制要求不高的场景，比如一些简单的运动控制任务。
3. 闭环控制闭环控制是一种采用反馈信号对电机位置和速度进行实时控制的伺服电机驱动方案。
闭环控制通过使用位置或速度传感器来获取电机的实际状态，并与期望状态进行比较，根据差异进行调整。
闭环控制具有良好的控制精度和稳定性，能够对负载变化和外界干扰进行自适应调节。
闭环控制方案通常包括驱动器、编码器和控制器三个主要部分。
驱动器负责将控制信号转换为电机的转矩和速度。
编码器用于实时检测电机的实际位置和速度。
控制器接收编码器反馈信号并与期望信号进行比较，通过控制驱动器输出来实现精确的位置和速度控制。
闭环控制适用于对位置和速度控制要求较高的场景，如工业自动化、精密加工等。
4. 矢量控制矢量控制是闭环控制的一种改进方案，它可以更精确地控制伺服电机的位置和速度。
矢量控制采用了基于磁场方向的控制策略，可以实现电机的独立控制。
矢量控制方案通常包括两个主要部分：速度环和位置环。
速度环负责根据控制信号调整电机的速度，以实现期望的运动。
位置环负责根据速度环的输出和编码器反馈信号，计算出电机的实际位置，并与期望位置进行比较，以精确控制电机的位置。
矢量控制方案具有较高的控制精度和响应速度，适用于对位置和速度控制要求非常高的场景，如高速运动控制、精密机械加工等。
简单介绍步进电机各种驱动方法的利弊不同之处
简单介绍步进电机各种驱动方法的利弊不同之处步进电机是一种将电能转换为动能的执行机构。
那么步进电机对各种驱动电路利弊在于哪里？简单的介绍步进电机各种驱动器电路利弊关系：恒电压驱动：单电压驱动是指在电机绕组工作过程中，只用一个方向电压对绕组供电，多个绕组交替提供电压。
该方式是一种比较老的驱动方式，现在基本不用了。
优点：电路简单，元件少、控制也简单，实现起来比较简单。
缺点：必须提供足够大的电流的三极管来进行开关处理，电机运转速度比较低，电机振动比较大，发热大。
高低压驱动：由于恒电压驱动存在以上诸多缺点，技术的进一步发展，研发出新的高低压驱动来改善恒电压驱动的部分缺点。
高低压驱动的原理是，在电机运动到整步的时候使用高压控制，在运动到半步的时候使用低压来控制，停止时也是使用低压来控制。
优点：高低压控制在一点程度上改善了振动和噪音，第一次提出细分控制步进电机的概念，同时也提出了停止时电流减半的工作模式。
缺点：电路相对恒电压驱动复杂，对三极管高频特性要求提高，电机低速仍然振动比较大，发热仍然比较大，现在基本上不使用这种驱动模式了。
自激式恒电流斩波驱动：自激式恒电流斩波驱动的工作原理是通过硬件设计当电流达到某个设定值的时候通过硬件将其电流关闭，然后转为另一个绕组通电，另一个绕组通电的电流到某一个固定的电流的时候，又能通过硬件将其关闭，如此反复，推进步进电机运转。
优点：噪音大大减少，转速一定程度上提高了，性能比前两种有一定的提高。
缺点：对电路设计要求比较高，对电路抗干扰要求比较高，容易引起高频，烧坏驱动元件，对元件性能要求比较高。
电流比较斩波驱动（目前市场上主要采用的技术）：电流比较斩波驱动是把步进电机绕组电流值转化为一定比例的电压，与D/A转换器输出的预设值进行比较，比较结果来控制功率管一开关，从而达到控制绕组电流的目的。
优点：使运动控制模拟正弦波的特点，大大提高性能，运动速度和噪音都比较小，可以使用比较高的细分，是当前流行的控制方法。
几种常用电动汽车驱动系统简介
一二三四几种常用电动汽车驱动系统简介 驱动系统是电动汽车的核心，主要包括：电动机、驱动器以及控制部分。
根据应用电机的不同，目前正在应用或开发的电动汽车驱动系统主要有直流电动机驱动系统、感应电动机驱动系统、永磁电动机驱动系统、开关磁阻电动机驱动系统。
直流电动机驱动系统 在电动汽车领域最早使用的就是直流电动机。
直流电动机结构简单，易于控制，具有良好的电磁转矩控制特性，但是由于采用机械换向结构，维护困难，并产生火花，容易对无线电产生干扰，这对高度智能化的未来电动汽车是致命的弱点。
另外，直流电动机驱动系统体积大、制造成本高、速度范围有限、能量密度较低，这些都限制和妨碍了直流电动机在电动汽车中的进一步应用。
感应电动机驱动系统 交流三相感应电动机是应用得最广泛的电动机。
其定子和转子采用硅钢片叠压而定子之间没有相互接触的滑环、换向器等部件。
结构简单，运行可靠，经久耐用。
应用于电动汽车的感应电动机现在普遍采用变频驱动方式，常见的变频控制技术有三种：V/F控制、转差频率控制、矢量控制。
20世纪90年代以前主要以脉冲宽度调制 ( PWM)方式实现V/F控制和转差频率控制，但这两种控制技术因转速控制范围小、转矩特性不理想，面对于需频繁起动、加减速的电动汽车不太适用。
近几年，电动汽车感应电动机主要采用矢量控制技术。
永磁电动机驱动系统 永磁电动机既具有交流电动机的无电刷结构、运行可靠等优点，又具有直流电动机的调速性能好的优点，且无需励磁绕组，可以做到体积小、控制效率高，是当前电动汽车电动机研发与应用的热点。
永磁电动柳驱动系统可以分为无刷直流电动机(BLDCM)系统和永磁同步电动机(PMSM)系统。
无刷直流电动机( BLDCM)系统具有转矩大、功率密度高、位置检测和控制方法简单的优点，但是由于换相电流很难达到理想扶态，因此会造成转矩脉动、振动噪声等问题。
对于车速要求不太高的电动汽车驱动领域，BLDCM系统具有一定的优势，得到了广泛的重视和普遍应用。
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智能车竞赛中直流电机调速系统的设计与比较王名发，江智军，邹会权 时间:2009年12月04日字 体:关键词:直流电机调速系统MC33886VNH3SP30BTS7960BDT340IIRF3205摘 要：针对大学生智能车竞赛中直流电机的驱动设计了6种方案,经过实验比较分析了各种方案的优缺点,最后确立了一套驱动能力强、体积小、性能稳定的驱动方法，可广泛应用于40 V以下的大功率直流电机驱动的场合。
关键词：直流电机;调速系统; MC33886; VNH3SP30; BTS7960B; DT340I; IRF3205目前大电流直流电机多采用达林顿管或MOS管搭制H桥PWM脉宽调制，因此体积较大；另一方面，由于分立器件的特性不同，使得驱动器的特性具有一定的离散性；此外，由于功率管的开关电阻比较大，因此功耗也很大，需要功率的散热片，这无疑进一步加大了驱动器的体积。
随着技术的迅猛发展，基于大功率MOS管的H桥驱动芯片逐渐显现出其不可替代的优势。
但目前能提供较大电流输出的集成芯片不是很多。
例如飞思卡尔半导体公司推出的全桥驱动芯片MC33886和33887、意法半导体公司推出的全桥驱动芯片VNH3SP30、英飞凌公司推出的高电流PN半桥驱动芯片BTS7960。
ST微电子公司推出的TD340驱动器芯片是一种用于直流电机的控制器件,可用于驱动N沟道MOSFET管。
本文在第三、四届大学生智能车大赛中分别尝试了上面提到的5块电机驱动芯片设计的驱动电路，通过现场调试发现它们的优缺点，确定了驱动能力强、性能稳定的驱动方案，并得到了很好的应用。
1 直流电机驱动原理目前直流电机的驱动方式主要有2种形式:线性驱动方式和开关驱动方式。
其中线性驱动方式可以看成一个数控电压源。
该驱动方式的优点是驱动电机的力矩纹波很小，可应用于对电机转速要求非常高的场合;缺点是该方式通常比较复杂，成本较高，尤其是要提高驱动的功率时，相应的电路成本将提升很多[1]。
本文针对H桥驱动电路在智能车竞赛中的应用加以分析。
目前的H桥驱动主要有3种方式。
图1(a)中H桥的4个桥臂都使用N沟道增强型MOS管;图1(b)中H 桥的4个桥臂都使用P沟道增强型MOS管;图1(c)中上H桥臂分别使用P沟道增强型MOS管和N沟道增强MOS管。
由于P沟道MOS管的品种少、价格较高，导通电阻和开关速度等都不如N沟道MOS管，因此最理想的情况应该是在H桥的4个桥臂都使用N沟道MOS管。
但是在如图1(a)中可以看到，为了使电机正转，Q1和Q4应该导通，因此S4电压应该高于Q4的源极电压，S1电压应该高于Q1的源极电压，由于此时Q1的源极电压近似等于Vcc,因此就要求S1必须大于(Vcc+Vgs)。
在很多电路中除非作一个升压电路否则是比较困难得到的，因此图1(a)这种连接方式比较少见。
同理,图1(b)中为了使电机正转，S4电压就必须低于0V- VGS，在使用时也不方便。
因此最常用的是图1(c)的电路，该电路结合了上述2种电路各自的优点，使用方便。
本文针对3种形式电路进行设计，并进行实验比较分析。
2 驱动芯片的选择与比较在设计H桥驱动电路时，关键要解决4个问题:(1) MOS管均高速驱动;(2)防止共态导通;(3)消除反向电动势;(4)PWM信号频率选择与光藕隔离。
以下是4种方案设计比较：2.1方案1: 采用1片33886驱动MC33886为H桥式电源开关IC, 该IC结合内部控制的逻辑、电荷泵、栅极驱动器、以及RDS(ON)=120 mΩ MOSFET输出电路，可工作在5 V～40 V电压范围内。
能够控制连续感性直流负载电流高达5.0 A，可以接受高达10 kHz的2路PWM信号来控制电机的转向和速度。
具有短路保护、欠电压保护、过温保护等特点。
其原理如图2所示。
该方法能够控制电机正反转和刹车，且使用方法灵活，但是内阻大导致压降大，开关频率限制在10 kHz，电机噪声大，使电机容易发热，驱动能力受限制，会拉低电源电压，容易导致控制器掉电产生复位。
2.2 方案2: 采用2、4片33886驱动由于MC33886的导通电阻比较大，产生了较大的压降，使芯片容易发热，为了增强其驱动能力利用多块33886并联使用，如图3所示。
该接法降低了MOS管的导通内阻，增大了驱动电流，可以起到增强驱动能力、减小芯片发热的作用，但是起始频率受限，电机噪声大且发热严重。
2.3 方案3: 釆用2片VNH3SP30(1)运动控制H桥组件VNH3SP30性能[2]VNH3SP30是意法半导体公司生产的专用于电机驱动的大电流功率集成芯片，其原理框图如图4所示，芯片核心是一个双单片上桥臂驱动器(HSD)和2个下桥臂开关,HSD开关的设计采用ST的ViPowe技术，允许在一个芯片内集成一个功率场效应MOS管和智能信号/保护电路。
下桥臂开关是采用ST专有的EHD(STripFET)工艺制造的纵向场效应MOS管。
3个模块叠装在一个表面组装MultiPowerSO- 30引脚框架电绝缘封装内，具体性能指标如下: ①最大电流30 A、电源电压高达40 V; ②功率MOS管导通电阻0.034 Ω; ③5 V兼容的逻辑电平控制信号输入;④内含欠压、过压保护电路;⑤芯片过热报警输出和自动关断。
(2)驱动器电路设计与运行原理①PWM信号调节方式PWM(脉宽调制)信号是VNH3SP30最重要的控制信号，其最大工作频率为10 kHz.PWM信号通过控制H桥上的功率管的导通时间，从而实现对输出负载平均电流的调节。
PWM信号的一个低电平状态将会关闭2个下桥臂开关，而当PWM输入端由低电平变为高电平时，下桥臂LSA和LSB导通与否取决于输入信号INA和INB，只有输入信号从低电平变为高电平时，下桥臂LSA和LSB才能重新导通。
②方向控制信号和桥臂使能信号INA和INB为电机转向控制信号，控制电机的转向和刹车;ENA/DIAGA和ENB/DIAGB为桥臂使能信号，当这2个信号都为低电平时，H桥将不能导通。
当驱动芯片过热、过压、欠压及过流时，ENA/DIAGA和ENB/DIAGB 为故障诊断反馈信号，这2个信号返回一个低电平，同时H桥输出被封锁。
该方法较MC33886的一个显著优点就是芯片不会发热，且保护功能强大，但是存在开关频率限10 kHz，电机噪声大且电机容易发热，但芯片较贵，很多场合性价比不高。
2.4 方案4: 采用2片BTS7960如图5所示，采用2个半桥智能功率驱动芯片BTS7960B组合成一个全桥驱动器，驱动直流电机转动。
BTS7960B是应用于电机驱动的大电流半桥集成芯片，它带有一个P沟道的高边MOSFET、一个N沟道的低边MOSFET和一个驱动IC。
P沟道高边开关省去了电荷泵的需求，因而减少了电磁干扰(EMI)。
集成的驱动IC 具有逻辑电平输入、电流诊断、斜率调节、死区时间产生和超温、过压、欠压、过流及短路保护功能。
BTS7960B 的通态电阻典型值为16 mΩ，驱动电流可达43 A，调节SR引脚外接电阻的大小可以调节MOS管导通和关断时间，具有防电磁干扰功能。
IS引脚是电流检测输出引脚。
INH引脚为使能引脚，IN引脚用于确定哪个MOSFET导通。
当IN=1 且INH=1时，高边MOSFET导通，输出高电平；当IN=0且INH=1时，低边MOSFET 导通，输出低电平。
通过对下桥臂开关管进行频率为25 kHz的脉宽调制(PWM)信号控制BTS7960B的开关动作，实现对电机的正反向PWM驱动、反接制动、能耗制动等控制状态。
这块芯片开头频率可以达到25 kHz，可以很好地解决前面提到的MC33886和VNH3SP30使电机噪声大和发热的问题，同时驱动能力有了明显的提高，响应速度快。
但是，电机变速时会使电源电压下降10%左右，控制器等其他电路容易产生掉电危险，从而使整个电路系统瘫痪。
2.5 方案5：采用DT340和IRF3205以TD340驱动器芯片为核心的直流电机PWM调速控制系统可以很好地驱动由低导通电阻IRF3205组成的H桥，大大简化硬件电路。
该系统不仅可以模拟控制，而且具有计算机接口，同时具有良好的保护功能。
图6所示为可逆的PWM变换器主电路的H型结构形式。
图中，4个MOSFET管的基极驱动电压分为2组，其中Q2L和Q1H为一组，当Q2L接收PWM信号导通时，Q1H常开，而Q2H和Q1L截止。
这时，电机两端得到电压而旋转，而且占空比越大，转速越高。
由于直流电机是1个感性负载，当MOS关断时，电机中的电流不能立即降到零，所以必须给这个电流提供一条释放通路，否则将产生高压破坏器件。
处理这种情况的通常方法是在MOSFET竹旁边并联1个二极管，使电流流过二极管，最后通过欧姆耗散的方式在二极管中消失。
对于大电流，耗散是重要的排放方法。
这里必须使用高速二极管。
电机反转时原理相同。
该方案基本上集合了前面4种方法的所有优点，初始频率高达25 kHz，且有微控制器的标准5 V电压输出，釆用的开关管IRF3205的导通内阻仅有8 mΩ，不需要高速光隔对MCU的PWM隔离电路，从面使整个电路简单化。
3 实验结果与分析经过对电路的选择和调试实验，本文重点论述的5种电路对比结果如表1、表2所示。
综上分析，每一种驱动方法都有优缺点，但是从综合因素考虑选择TD34和IRF305组成H桥对电机进行控制是最好的方法。
参考文献[1] 曾国强，葛良全.机器人比赛中直流电机驱动电路的设计[J].微计算机信息，2008,24(5-2):236-238.[2] 侯清锋, 罗海波, 王洪福.基于VNH3SP30的大电流直流电机驱动器的设计[J].微计算机信息，2007，23 (10-1):92-94.[3] 伊永峰，杨勇，张立勋.TD340芯片在直流调速系统中的应用[J].国外电子元器件，2004(9):48-50.。