机器人控制基础：直流电机分类以及控制方法

直流电机是一种将直流电能转化为机械能（电动机）或机械能转化为直流电能（发电机）的装置，其核心特点是通过换向器（有刷）或电子换向（无刷）实现电流方向的周期性变化，从而维持持续的旋转。以下从分类和控制方法两方面详细说明：

一、直流电机的分类

直流电机的分类方式主要基于励磁方式（传统分类）和结构特点（现代分类），具体如下：

1. 按励磁方式分类（适用于有刷直流电机）

励磁方式指的是定子励磁绕组的供电方式，直接影响电机的性能（如转速、转矩特性）。

• 他励直流电机 特点：励磁绕组与电枢绕组独立供电（励磁电源与电枢电源分开），励磁电流不受电枢电压影响。 性能：转速稳定性好，调速范围宽，转矩特性线性度高。 应用：需要精确调速的场景（如精密机床、伺服系统）。

• 并励直流电机 特点：励磁绕组与电枢绕组并联（共用同一电源），励磁电压等于电枢电压，励磁电流较小（约为电枢电流的 1%-5%）。 性能：转速受负载变化影响小（硬特性），效率较高。 应用：恒速运行设备（如水泵、风机、印刷机）。

• 串励直流电机 特点：励磁绕组与电枢绕组串联（电流相同），励磁电流随电枢电流变化。 性能：启动转矩极大（启动时电流大，磁通强），转速随负载增加显著下降（软特性）。 应用：需要大启