有刷電機(jī)是大家最早接觸的一類(lèi)電機(jī)，中學(xué)時(shí)物理課堂上介紹電動(dòng)機(jī)也是以它為模型來(lái)展示的。有刷電機(jī)的主要結(jié)構(gòu)就是定子+轉(zhuǎn)子+電刷，通過(guò)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)獲得轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，從而輸出動(dòng)能。電刷與換向器不斷接觸摩擦，在轉(zhuǎn)動(dòng)中起到導(dǎo)電和換相作用。

有刷電機(jī)采用機(jī)械換向，磁極不動(dòng)，線(xiàn)圈旋轉(zhuǎn)。電機(jī)工作時(shí)，線(xiàn)圈和換向器旋轉(zhuǎn)，磁鋼和碳刷不轉(zhuǎn)，線(xiàn)圈電流方向的交替變化是隨電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的換相器和電刷來(lái)完成的。

在有刷電機(jī)中，這個(gè)過(guò)程是將各組線(xiàn)圈的兩個(gè)電源輸入端，依次排成一個(gè)環(huán)，相互之間用絕緣材料分隔，組成一個(gè)像圓柱體的東西，與電機(jī)軸連成一體，電源通過(guò)兩個(gè)碳元素做成的小柱子(碳刷)，在彈簧壓力的作用下，從兩個(gè)特定的固定位置，壓在上面線(xiàn)圈電源輸入環(huán)狀圓柱上的兩點(diǎn)，給一組線(xiàn)圈通電。

隨著電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，不同時(shí)刻給不同線(xiàn)圈或同一個(gè)線(xiàn)圈的不同的兩極通電，使得線(xiàn)圈產(chǎn)生磁場(chǎng)的N-S極與最靠近的永磁鐵定子的N-S極有一個(gè)適合的角度差，磁場(chǎng)異性相吸、同性相斥，產(chǎn)生力量，推動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。碳電極在線(xiàn)圈接線(xiàn)頭上滑動(dòng)，像刷子在物體表面刷，因此叫碳“刷”。

相互滑動(dòng)，會(huì)摩擦碳刷，造成損耗，需要定期更換碳刷;碳刷與線(xiàn)圈接線(xiàn)頭之間通斷交替，會(huì)發(fā)生電火花，產(chǎn)生電磁破，干擾電子設(shè)備。

有刷電機(jī)采用機(jī)械自動(dòng)換向方式，控制起來(lái)特別簡(jiǎn)單，特別是直流有刷電機(jī)，只需在電機(jī)電極上通上直流電就可以讓其轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，本節(jié)以下圖所示的1718直流有刷電機(jī)為例 ，為大家展示如何用NUCLEO-F103RB和X-NUCLEO-IHM07M1 3SH讓其轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)!!

示例詳解

本節(jié)用到ST官方推出的NUCLEO-F103RB和X-NUCLEO-IHM07M1 3SH 開(kāi)發(fā)板。

NUCLEO-F103RB對(duì)應(yīng)的大致原理接線(xiàn)圖：

X-NUCLEO-IHM07M1 3SH部分原理圖：

準(zhǔn)備操作

X-NUCLEO-IHM07M1 3SH是一款專(zhuān)門(mén)用于PMSM(永磁同步)或BLDC(直流無(wú)刷 )的電機(jī)驅(qū)動(dòng)板(后面的章節(jié)將會(huì)給大家展示)，當(dāng)然也可以用于驅(qū)動(dòng)直流有刷電機(jī)，本節(jié)就用它來(lái)控制直流有刷電機(jī)(1718，電壓7-11V，實(shí)際使用9.6V)，X-NUCLEO-IHM07M1 3SH電機(jī)驅(qū)動(dòng)板驅(qū)動(dòng)芯片型號(hào)為L(zhǎng)6230(詳細(xì)數(shù)據(jù)手冊(cè)可在st官網(wǎng)下載),本節(jié)僅用IN1,IN2,和OUT1,OUT2即可!

需要用到的信號(hào)

對(duì)應(yīng)MCU引腳

EN1 PC10

IN1 PA8

EN2 PC11

IN2 PA9

本節(jié)將直接使能EN1及EN2引腳，并直接置高或拉低IN1或IN2引腳，實(shí)現(xiàn)有刷直流電機(jī)的正反轉(zhuǎn)(全速)。

打開(kāi)stcubemx,新建工程，MCU選擇stm32f103rb,在彈上的列表中雙擊STM32F103RBTX(LQFP64封裝的那個(gè))：

本按下方圖分別對(duì)RCC，SYS，GPIO進(jìn)行配置并生成工程：

在main.c中main函數(shù)里加入如下代碼，讓電機(jī)實(shí)現(xiàn)正轉(zhuǎn)10秒后反轉(zhuǎn)10秒循環(huán)：

設(shè)置工程下載后自動(dòng)運(yùn)行：

編譯代碼，下載程序運(yùn)行可以看到電機(jī)成功轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，并如程序設(shè)定效果一致實(shí)現(xiàn)了正轉(zhuǎn)10秒后反轉(zhuǎn)10秒循環(huán)。

本節(jié)，成功讓電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)并實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)動(dòng)方向控制，但是電機(jī)的轉(zhuǎn)速是完全是受控制，下一節(jié)將結(jié)合STM32的定時(shí)器產(chǎn)生PWM波的功能來(lái)控制PWM波的占空(相當(dāng)于控制電機(jī)的電壓)實(shí)現(xiàn)電機(jī)的速度控制(開(kāi)環(huán))!OK,本期實(shí)驗(yàn)完成!同時(shí)如果大家有什么疑問(wèn)或是有想了解的其它內(nèi)容，也歡迎大家留言!!最后喜歡這個(gè)公眾號(hào)的同學(xué)們記得加關(guān)注了，每天都會(huì)有技術(shù)干貨推出!!