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直流电机如何控制正反转电路？图解分析

时间：2023-11-28 13:20:02

关键字：直流电机正反转电路交流接触器

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[导读]一般而言，电路图都是由热继电器，保险，交流接触器，按钮开关，时间继电器，行程开关等等元器件构成，要首先认识这些元器件，明白元器件在电路中的作用。

一般而言，电路图都是由热继电器，保险，交流接触器，按钮开关，时间继电器，行程开关等等元器件构成，要首先认识这些元器件，明白元器件在电路中的作用。例如：热继电器在电路中主要起到过载保护作用，熔断器主要起到短路保护作用。交流接触器起到小电流控制大电流，间接控制电路的运行等等。电路图都是电气元器件的符号通过导线连接而成的，这是作图看图的国际标准规范。

例如：KM～交流接触器。SB1，SB2按钮，FR热继电器，KT时间继电器，FU电路熔断器等等，这些常用的基本电路元器件符号要熟悉。

一般而言，任何的电路元器件都有其结构和动作原理。熟悉和掌握元器件的使用方法是十分必要的!例：交流接触器动作吸合时，相应的主触点由常开～闭合，辅助触电常开点～闭合，常闭点～断开。

热继电器一般装在主回路中进行设备的过载保护，但是辅助触点需要接到控制回路中来通断电路。

直流电机只有两根电源线，直流电机的两根电源线是不分正负极的，假设两根电源线代号分别为A、B。当A线接正极，B线接负极时，电机正转(反转);那么当当B线接正极，A线接负极时，电机反转(正转)。也就是说只要将两根电源线的正负极调换，即可实现直流电机正反转。

实现直流电机正反转的方法有很多，其目的是改变电机的正负极电源输入。下面介绍几种方法：

(1)若手动控制，可采用机械开关实现电机正反转，一个双刀双掷开关就可以搞定，接线简单，接线方法如下：

当开关往上拨时，直流电机A极接VCC，B极接GND，电机正转(反转);

当开关往下拨时，直流电机B极接VCC，A极接GND，电机反转(正转)。

(2)使用一个双路的继电器实现直流电机正反转，其原理和方法1类似，其不同的是采用继电器作为开关，可以实现编程自动控制。

当继电器不工作时，直流电机A极接VCC，B极接GND，电机正转(反转);

当继电器接通时，直流电机B极接VCC，A极接GND，电机反转(正转)。

(3)使用晶体管实现直流电机正反转控制，其原理如下图所示，通过控制输入口P00的高低电平来实现电机正反转，当P00为低电平时，Q4截止，Q3导通，Q1和Q6导通，Q2和Q5截止，直流电机左端为正极，右端为负极，电机正转(反转);当P00为高电平时，Q4导通，Q3截止，Q2和Q5导通，Q1和Q6截止，，直流电机左端为负极，右端为正极极，电机反转(正转)。

直流电机是一种最基本的电动机类型之一，其速度和方向可以通过控制电流来实现。直流电机常常作为工业控制系统的主要组成部分，其他领域也广泛应用。

直流电机控制的基本方法包括以下几种：

1. 电压控制：改变电机的电源电压来改变电机的速度和转矩。此法简单易行，但电机负载变化时，电机速度会随之改变。

2. 电流控制：改变电机的电流来改变电机的输出转矩，从而控制电机的速度。此法能够保持稳定的输出转矩，但由于电机本身的寄生电感和电阻影响，需要使用反馈回路来控制电机电流。

3. 脉宽调制(PWM)控制：通过改变电源电压的占空比(即每个周期中电平高低时间之比)来改变电机的平均电压，并从而控制电机的速度和转矩。

4. 位置控制：通过使用闭环反馈控制器，测量电机轴的位置(如编码器)并将此信息反馈到控制系统来控制电机的速度和位置。此法适用于机器人、CNC机床等需要精确控制位置的应用。

总之，不同的控制方法适用于不同的应用领域，选择最适合的控制方式能够提高效率、节省能源和延长电机寿命。微型直流电机在日常生生活中应用广泛，如电动螺丝刀、电动玩具汽车、电动牙刷、剃须刀、美容仪等都会用到微型直流电机，直流电机能通过把电能转化为机械能来驱动电子产品运转。在微型直流电机应用中，有的产品需要对直流电机转速控制调节，有的需要正反转，它人是如何实现这些控制的呢?下面我们来了解微型直流电机的转速调节与正反转原理。

直流电机连接上直流电源之后，便会开始转动，电源反接便会反向转动，这些都是基本常识，但是在微型直流电机应用中，需要直流电机在不同的转速下工作，这样该如何操作?

首先，我们先了解微型直流电机的调速原理，以12V微型直流电机为例，我们在直流电机上接入12V的直流电，电机便会满速度转动，在以前的文章中我们提过，电压越大转速就会越快，反之就会越慢，同理，我们如果将12V的电压降至6V，那么直流电机就会已1/2的速度运转(例如：12V转速为7000转，那么6V为4500转)。所以想要控制直流电机的转速只需要控制电压即可

我们把三极管做为驱动器来驱动微型直流电机，那么，微型电机作为负载接在三极管的集电极上，基极由单片机控制。如图2所示(M代表电机)

当三极管导通，电压输出高时，直流电机通电时，便高速运转，当输出电压低时，三极管便会截止，直流电机两端就没有电压，电机便会停止转动。我们可以利用PWM信号即可控制直流电机电压，可实现控制直流电机的转速。

PWM：脉冲宽度调制技术，频率与占空比是非常重要的两个参数。

频率：周期的倒数;

占空比：高电压在一个周期内所占的比例。

从图3中可以看出，频率(F)的值为1/(T1+T2)，占空比(D)的值为T1/(T1+T2)，可以通过改变脉冲个数调频，改变占空比来调压。因为占空比越大，平均电压也会越大，幅度也越大，同理，占空比越小，所得到的平均电压就越小，幅度也越就会越小。

所以我们只要改变PWM的占空比就能改变微型直流电机两端的平均电压，这样就实现了对直流电机的调速。

除了调速之外，像汽车玩具、电动螺丝刀等工具需要进行正反转调速，前面提过直流电机线路反接就可进行反转，但是在实际应用中，就需要通过H桥电路的方法来实现正反转调速。电路原理如图4所示 .

从上图中可以看到，H桥电路是由4个功率电子开关组成(可以为晶体管或MOS管)，电子开关两两构成桥臂，在同一时间，只要对角的两个电子开关导通另外两个截止，且每个桥臂的上下管不能同时导通。通过这个电路就可以实现电机的正反转调速。

如果要实现直流电机正反转调速，需要设置

A控制端：高电平，控制三极管R4导通;

B控制端：高电平，控制三极管R3截止;