电机的种类讲义及工作原理
电机分类及工作原理介绍
电机分类及工作原理介绍电机是将电力和机械能相互转换的电磁机械装置。
电机一般有两种应用形式。
首先是将机械能转换成电能，这叫做发电机。
二是将电能转换成机械能，这称为电动机。
在本文中主要讲述电机分类及工作原理。
一、电机分类1、根据工作电源分类可以分为直流电动机和交流电动机。
其中交流电动机分为单相和三相。
2、根据结构和工作原理分类可分为直流电动机、异步电动机和同步电动机。
异步电动机的转子转速总是略低于旋转磁场的同步速率。
同步电动机的转子转速与负荷大小无关，始终保持同步速率。
3、根据启动和操作模式分类可分为电容启动单相异步电动机、电容运转式单相异步电动机、电容起动运转式单相异步电动机和分离式单相异步电动机。
4、按用途分类可以分为驱动和控制。
驱动电动机又可分为电动工具电动机、家电用电动机和其他通用小型机械设备用电动机。
控制电动机又分为步进、伺服、测速等。
5、根据转子结构分类可分为笼型异步电动机和绕线转子感应电机。
6、根据工作速度分类可分为高速、低速、恒速电、调速。
二、电机工作原理电机工作原理是以电磁感应定律和电磁力定律为基础的。
电机进行能量转换时，必须有两个能够进行相对运动的主要组件：制造磁磁场的组件、检测电动势和流动工作电流的检测组件。
这两个零件中，静止的叫做固定架，旋转动作叫做转子，正和转子之间有空气间隙，转子会旋转。
电磁转矩是由空气间隙的磁磁场和感应部件的电流设置的磁场的相互作用引起的。
通过电磁转矩的作用，发电机从机械系统吸收机械动力，电机向机械系统输出机械动力。
由于上述两种磁场的制造方式不同，形成了不同种类的电动机。
电动机分类及原理
电动机分类及原理电动机是将电能转化为机械能的装置，其分类及原理如下：一、电动机的分类：1.直流电动机：直流电动机根据励磁方式的不同可分为永磁直流电动机和电磁励磁直流电动机。
永磁直流电动机的励磁磁场由永磁体提供，无需外接电源；电磁励磁直流电动机的励磁磁场由电磁铁提供，需要外接电源。
2.交流电动机：交流电动机根据转子结构的不同可分为异步电动机和同步电动机。
异步电动机根据励磁方式的不同可分为电刷异步电动机和无刷异步电动机；同步电动机根据励磁方式的不同可分为电刷同步电动机和无刷同步电动机。
二、电动机的工作原理：1.直流电动机：直流电动机的工作原理是利用直流电流在磁场中作用力矩使转子转动。
直流电动机由定子和转子组成，定子上布置有电磁铁，转子安装在轴上，并由碳刷与外部电源相连。
当电流通过定子的电磁铁时，会产生一磁场。
转子上的碳刷卡通常与电源相连，使得定子中的磁场与转子形成一个交叉磁场。
通过电流调节，可以改变定子磁场与转子磁场的交叉程度，从而控制电动机的转速和转矩。
2.交流电动机：交流电动机的工作原理是利用交流电流在磁场中产生感应电动势，从而驱动转子转动。
异步电动机的定子上布置有绕组，由外部电源供电，形成一个旋转磁场。
转子上的绕组会感应出定子旋转磁场，并产生感应电动势。
由于转子上的绕组是短路绕组，会形成一个感应电流，产生一个电磁力，使转子产生转矩，从而沿旋转磁场方向转动。
同步电动机的转子上有磁场绕组，与定子旋转磁场同步运动，产生旋转磁场与转子上的磁场形成一个磁力，使转子产生转矩，从而沿旋转磁场方向转动。
三、电动机的应用：电动机广泛应用于工业、交通、家用等各个领域。
在工业中，电动机常被用作驱动各种机械设备，如风机、泵、压缩机等。
在交通领域，电动机被应用于电动汽车、电动摩托车、轨道交通等。
在家用领域，电动机被用于驱动家电产品，如洗衣机、冰箱、空调等。
综上所述，电动机根据不同的电源和工作原理可以分为直流电动机和交流电动机。
电机的种类及工作原理(一)2024
电机的种类及工作原理（一）引言概述：本文将介绍有关电机的种类及其工作原理（一）。
电机是一种将电能转化为机械能的设备，广泛应用于各个领域，包括工业生产、交通运输、家庭电器等。
了解不同类型的电机及其工作原理对于理解电机的应用和原理具有重要意义。
正文：一、直流电机1.1 原理：直流电机通过直流电源提供的电流，形成磁场，通过电流与磁场之间的相互作用产生转矩。
1.2 反电动势：直流电机在运行时产生反电动势，影响电机性能与效率。
1.3 构造：直流电机由电枢和磁极组成，电枢产生转矩，磁极提供磁场。
二、交流电机2.1 原理：交流电机根据电源提供的交流电，形成旋转磁场，通过磁场与电流之间的相互作用产生转矩。
2.2 类型：交流电机分为异步电机和同步电机两种，根据转子和旋转磁场之间的关系。
2.3 构造：交流电机由定子、转子和励磁装置组成，定子形成旋转磁场，转子在磁场中旋转产生转矩。
三、步进电机3.1 原理：步进电机通过逐步通电使电机转子运动，步距角决定了每次转动的角度。
3.2 控制方式：步进电机可通过开关控制或脉冲控制实现精确位置控制。
3.3 应用：步进电机常用于需要精确定位的场合，如打印机、数控机床等。
四、无刷直流电机4.1 原理：无刷直流电机通过电子控制器控制电流方向和大小，形成磁场与转子之间的相互作用产生转矩。
4.2 优点：无刷直流电机无需换向器，转子结构简单、可靠性高、效率高。
4.3 应用：无刷直流电机广泛应用于无人机、电动车等领域。
五、感应电动机5.1 原理：感应电动机通过电磁感应原理将定子的旋转磁场产生于转子上，从而产生转矩。
5.2 类型：感应电动机分为单相感应电动机和三相感应电动机。
5.3 控制方式：感应电动机可通过改变供电频率和电压实现调速。
总结：本文介绍了电机的种类及其工作原理。
直流电机通过直流电源提供的电流产生转矩，交流电机通过交流电产生旋转磁场产生转矩，步进电机逐步通电使转子运动，无刷直流电机通过控制电流形成转矩，感应电动机通过电磁感应原理产生转矩。
常见电动机分类及原理
常见电动机分类及原理电动机是一种将电能转化为机械能的装置，使用广泛，常见的电动机有直流电动机、交流电动机和步进电动机。
下面将对这三种电动机分类及其工作原理进行详细介绍。
一、直流电动机直流电动机是一种利用直流电源供电的电动机。
根据励磁方式和电动机转子结构的不同，可以将直流电动机分为直流电动机、复励磁直流电动机和永磁直流电动机。
1.直流电动机直流电动机的励磁方式分为串激励式和并激励式两种。
串激励式直流电动机的励磁线圈和电动机转子的线圈连在一起，并与直流电源串联，转子上的永磁场和励磁线圈的磁场相互叠加，产生电磁转矩。
并激励式直流电动机的励磁线圈是单独连接的，励磁线圈通过外部电源提供电流，产生磁场，使转子产生电磁转矩。
直流电动机具有转矩大、转速可变范围广等特点，广泛应用于各个领域。
2.复励磁直流电动机复励磁直流电动机是在直流电动机的基础上增加了副磁场线圈，使电动机具有系列励磁特性。
复励磁直流电动机的转速与负载密切相关，负载越大，转速越慢。
复励磁直流电动机主要用于负载变化较大的机械设备，如起重机、卷板机等。
3.永磁直流电动机永磁直流电动机是使用永磁体作为励磁源的电动机。
永磁直流电动机具有结构简单、负载能力强、转速稳定等优点，被广泛应用于家用电器、办公设备、自动门控制等领域。
二、交流电动机交流电动机是一种利用交流电源供电的电动机，根据转子结构和励磁方式的不同，可以将交流电动机分为异步电动机、同步电动机和感应电动机。
1.异步电动机异步电动机是最常见的交流电动机，也称为感应电动机。
其转子鼠笼型结构，由引线圈和铜等导体材料构成。
当三相交流电通过定子线圈时，产生旋转磁场，使转子中感应出电动势，在旋转磁场的作用下产生转矩。
异步电动机具有结构简单、可靠性高等优点，被广泛应用于工业领域。
2.同步电动机同步电动机的转子与旋转磁场保持同步运动，因而称为同步电动机。
同步电动机的转子采用电磁励磁方式，通过定子产生的旋转磁场将转子驱动转动。
电机的种类及工作原理
电机的种类及工作原理电机是一种将电能转化为机械能的设备，根据其工作原理和结构特点，可以分为多种种类，包括直流电机、交流电机、异步电机、同步电机等。
下面将对这些电机的种类及其工作原理进行详细介绍。
一、直流电机直流电机是利用直流电作为动力源的电机。
根据其励磁方式的不同，直流电机又分为分别励磁直流电机和串联励磁直流电机。
直流电机的工作原理是这样的：当直流电流通过电枢线圈时，产生磁场，该磁场与磁场极对抗，使得电枢受到扭矩，从而转动电机。
二、交流电机交流电机是利用交流电作为动力源的电机，根据其励磁方式的不同，交流电机又分为异步电机和同步电机。
其中，异步电机是最常见的交流电机，工作原理是通过定子线圈产生旋转磁场，然后作用在转子上，从而驱动转子旋转；而同步电机是工作在同步转速下，通过外部同步源的驱动，使得转子与旋转磁场保持同步运动。
三、异步电机异步电机是一种常用的交流电机，其主要特点是转子速度低于旋转磁场的转速。
在异步电机中，定子线圈通过交流电源形成旋转磁场，转子受到磁力的作用开始旋转，但其速度并不与旋转磁场同步。
异步电机的工作原理是基于电磁感应和磁场的相互作用，电流在定子线圈中产生的磁场与旋转磁场相互作用，从而产生电动力。
四、同步电机同步电机是工作在同步转速下的电机，其特点是转子速度和旋转磁场的转速完全同步。
同步电机的工作原理是通过外部同步源（如同步发电机）的驱动，使得转子与旋转磁场保持同步运动。
同步电机通常用于需要高精度控制转速的场合，如工业生产中的气体压缩机、轴流风机等。
除了以上几种常见的电机类型，还有一些其他特殊类型的电机，如步进电机和无刷直流电机。
步进电机是一种通过控制脉冲信号来使得转子按固定角度转动的电机，主要用于需要精确位置控制的场合。
无刷直流电机是一种将电刷和换向器等机械结构替换为电子结构的直流电机，具有高效率、寿命长等优点，主要用于需要高性能的应用领域。
综上所述，电机的种类非常丰富，每种电机都有其独特的工作原理和适用领域。
电机的工作原理与分类
电机的工作原理与分类电机是将电能转化为机械能的一种装置。
它在工业、交通、家庭等各个领域中广泛应用。
本文将介绍电机的工作原理和几种常见的分类。
一、工作原理电机的工作原理基于电磁感应和洛仑兹力的相互作用。
当通电的导线放置在磁场中时，电流将在导线中流动。
根据洛仑兹力的作用，导线将受到一个力的作用，从而导致导线在磁场中移动。
通过将导线的运动与支持结构相连接，机械运动就得以实现。
二、直流电机直流电机是最常见的一种电机类型。
它们包括直流电动机和直流无刷电机。
直流电动机是利用直流电流和磁场相互作用产生转子旋转的。
而直流无刷电机则采用了电子装置来替代传统的刷子，减少了摩擦和能量损耗。
直流电机广泛应用于电动车、家用电器等领域。
三、交流电机交流电机是利用交流电的频率和大小变化产生转子旋转的一种电机。
交流电机包括感应电动机和同步电动机。
感应电动机是利用电动机绕组的电流感应产生的磁场与固定磁场相互作用，从而使转子旋转。
而同步电动机则是通过与电网同步运行的方式来实现转子旋转。
交流电机广泛应用于工业生产中，如风力发电、压缩机等。
四、步进电机步进电机是一种将电信号转化为机械运动的电机类型。
它通过逐步通电使转子旋转，每次通电引发固定角度的位移。
步进电机具有精确定位和控制能力，广泛应用于打印机、数控机床等需要精确位置控制的设备。
五、直线电机直线电机是在电机轴上展开，将旋转运动转化为直线运动的一种电动机。
它通过利用电磁场的相互作用，使线圈在磁场中产生直线运动。
直线电机具有高效率和高速度等优势，在高速列车、自动化生产线等领域有着广阔的应用。
六、总结电机是将电能转化为机械能的重要装置，其工作原理基于电磁感应和洛仑兹力的相互作用。
根据不同的工作原理和结构设计，电机可以分为直流电机、交流电机、步进电机和直线电机等多种类型。
每种类型的电机根据应用需求选择合适的工作原理和设计。
电机技术的不断发展将为各个领域的进步和优化提供更多可能性。
电机的种类区分和工作原理
机电的种类区分和工作原理1、什么是直流机电,答:输出或者输入为直流电能的旋转机电，称为直流机电2、什么是交流机电答:输出或者输入为交流电能的旋转机电，称为交流机电。
3、什么是步进机电答:步进机电是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。
通俗一点讲:当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进机电按设定的方向转动一个固定的角度 (及步进角)。
您可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的; 同时您可以通过控制脉冲频率来控制机电转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。
步进机电分三种:永磁式 (PM) ，反应式(VR)和混合式(HB)。
永磁式步进普通为两相，转矩和体积较小，步进角普通为 7.5 度或者 15 度;反应式步进普通为三相，可实现大转矩输出，步进角普通为 1.5 度，但噪声和振动都很大。
在欧美等发达国家 80 年代已被淘汰;混合式步进是指混合了永磁式和反应式的优点。
它又分为两相和五相:两相步进角普通为 1.8 度而五相步进角普通为 0.72 度。
这种步进机电的应用最为广泛。
4、什么是伺服机电答:伺服电动机又称执行电动机，在自动控制系统中，用作执行元件，把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或者角速度输出。
分为直流和交流伺服电动机两大类，其主要特点是，当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降，1( 步进机电与伺服机电从外形怎么区分最佳答案步进机电先后外形基本都是方形的;伺服机电前面外形基本也是方形的，但是最后有一个比较小一点的接近圆形的有点象盖子一样的东西(里面装旋转编码器)2,。
DD 是 direct driver 的简称，后面加之马达就是称为直接驱动马达的东西了。
由于其输出力矩大，因此有些公司将该产品直接称为力矩伺服。
与传统的马达不同，该产品的大力矩使其可以直接与运动装置连接，从而省去了诸如减速剂，齿轮箱，皮带等等连接机构，因此才会称其为直接驱动马达。
又由于普通该型马达都配置了高解析度的编码器，因此使该产品可以达到比普通伺服高一个等级的精度。
各种常见电机工作原理
各种常见电机工作原理电机是现代工业和生活中常见的电动装置，广泛应用于各个领域，如制造业、交通运输、家庭电器等。
本文将介绍几种常见的电机工作原理，以及它们的应用。
一、直流电机直流电机是最基本、最常见的一种电机。
它的工作原理是基于洛伦兹力的作用，即当直流通过通电线圈时，会在线圈内产生磁场，而磁场与电流方向垂直。
当置于磁场中的铜线通过电流时，就会受到电磁力的作用而产生转动。
直流电机主要由定子、转子、刷子和电刷组成。
定子是铁心和绕组构成的，通过电流通入绕组使之形成磁场。
转子是通过磁场作用而旋转的部分。
刷子和电刷则负责保证电流进入和退出绕组。
直流电机具有转速可调、反应快等特点，广泛应用于工厂、矿山、家庭电器等领域。
二、交流电机交流电机是使用交流电源驱动的电机，包括感应电机和同步电机两种类型。
1.感应电机感应电机是最常见的一种交流电机。
它的工作原理是基于电磁感应的原理。
当交流电通过定子绕组时，产生的磁场会诱导转子中的感应电流，进而产生磁场。
由于定子磁场的变化，转子会随之旋转。
感应电机主要由定子、转子和外部电源构成。
定子主要产生磁场，转子则通过感应电流产生磁场而转动。
感应电机具有结构简单、可靠性高的特点，广泛应用于工业生产中。
2.同步电机同步电机是另一种常见的交流电机，它的工作原理是交流电与磁场的同步旋转。
同步电机的旋转速度与供电频率和极对数有关。
同步电机主要由定子、转子和外部电源组成。
定子产生磁场，转子通过与磁场同步旋转。
同步电机具有精度高、启动性能好的特点，广泛应用于电网控制、电动车、压缩机等领域。
三、步进电机步进电机是一种精密驱动装置，它的工作原理是通过交替通断电流来驱动转子按一定的步进角度运动。
步进电机通常由多个磁极组成，通过改变电流方向和大小来控制转子的位置。
步进电机主要由定子、转子和控制电路组成。
定子产生交替的磁场，控制电路控制电流的频率和方向，使转子按照一定角度运动。
步进电机具有定位精度高、可控性强的特点，广泛应用于打印机、数控机床等领域。
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为使电动机能自行起动和改善运行性能，除工作绕组（又 称主绕组）外，在定子上还安装一个辅助的起动绕组（又称副 绕组）。两个绕组在空间相距900或一定的电角度。
继续
继续
第7章 驱动和控制微电机
分类： 1、直流伺服电动机； 2、交流电动机
分类：
• 普通型直流伺服电机；
• 盘型电枢直流伺服电动机；
• 空心杯直流伺服电动机；
• 无槽直流伺服电动机。
第7章 驱动和控制微电机
第7章 驱动和控制微电机
第7章 驱动和控制微电机
二、直流伺服电动机的运行特性
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Ra kekT
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1、机械特性
二、罩极电动机
1、结构特点： 定子作成凸极式，由硅钢片叠压而成，工作绕组为 集中绕组，套在定子磁极上，每个极靴表面1/3～1/4 处开有一个小槽，放入罩极绕组（短路环），如下 图：
第7章 驱动和控制微电机
第7章 驱动和控制微电机
2、工作原理
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.
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3 1k
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3 在时间上滞后 1 一个角度Ψ，而两个绕组在空间也
三相感应电动机运行中断一相，电机仍能继续运转。
3）由于存在负序转矩，使合成转矩减小，过载能力低，TF不 变，n下降→S上升→I2`上升→I1上升→温升增加。
第7章 驱动和控制微电机
7.1.2 单相异步电动机的主要类型
根据获得旋转磁场方式的不同，主要分为分相电动机和罩极 电动机
一、分相起动电动机
分相起动电动机包括电容起动电动机、电容电动机和电阻 起动电动机
第7章 驱动和控制微电机
二、基本工作原理
1 、单相绕组通入单相交流电时的情况
单相交流绕组通入单相交流电流将产生脉动磁势，一个脉 动磁势可以分解为两个大小相等、转速相同、转向相反的圆形 旋转磁势。分别用F+、F-表示，建立起正转和反转磁场ф+、ф-， 这两个磁场切割转子导体，产生感应电动势和感应电流，从而 形成正反向电磁转矩Tem+、Tem-，叠加后即为推动转子转动的 合成转矩Tem。
小结：
1、单相异步电动机的结构特点、优缺点及应 用情况，单相异步电动机广泛应用于家电、医 疗器械、轻工设备中；
2、单相感应电动机的工作原理，为什么 没有起动转矩？ 3、单相感应电动机的的起动方法与类型 1）分相起动电动机；2） 罩极电动机。
第7章 驱动和控制微电机
7.4 伺服电动机
7.4.1 直流电动机 一、直流伺服电机的结构
分析： 1）转子静止时，n=0,S=1，合成转矩为0。单相感应电动机无 起动转矩，故单相异步电动机不能自行起动。
三相异步电动机电源断一相，相当于一台单相异步电动 机，故不能起动。
2）当s≠1时，T≠0，且T无固定方向，取决于s的正负。一旦 旋转，转向依外力方向而定，即在外力矩作用下，电机可朝外 力方向旋转。
TD
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第7章 驱动和控制微电机
直流伺服电动机的机械特性如下：
2、调节特性
定义：指负载转矩恒定时，电机转速与电枢电压的关系。
直流伺服电动机的调节特性如上图所示。
第7章 驱动和控制微电机
7.4.2 交流伺服电动机
一、交流伺服电机的工作原理
交流伺服电动机一般为两相交流电机，由定子和转子两部分组成。 转子有笼形和杯形两种。定子为两相绕组，并在空间相差90°电角度，一个
1、电容起动电动机 特点：
ⅰ）起动绕组和电容按短时工作设计； ⅱ）电容起分相和提高功率因数的作用。 由 于 起 动 绕 组 和 电 容 按 短 时 工 作 设 计 ， 因 此 ， 当 n达 75 ～ 80%n1时，离心开关自动打开。
第7章 驱动和控制微电机
第7章 驱动和控制微电机
2、电容电动机 电容电动机实质是一台两相异步电动机，起动绕组和电容
第7章 驱动和控制微电机
2、 优缺点 优点：结构简单，成本低廉，噪音小。 缺点：与同容量三相感应电动机相比较，体积较 大，功率因数及过载能力都较低。 故单相感应电动机只能作成小容量： 微型：几瓦～750瓦； 小型：550瓦～3700瓦。
第7章 驱动和控制微电机
2、 结构
与三相感应电动机相似，包括定子和转子两大部分。转子 结构都是笼型的，定子铁心由硅钢片叠压而成。定子铁心上嵌 有定子绕组。
第7章 驱动和控制微电机
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第7章 驱动和控制微电机
设电动机转速为n，则对正转磁场而言， 转差率s+为
S n1nS n1
对反转磁场而言，转差率s-为
Sn1n2S n1
即 S 当 0 时 S ， 2 ,当 S 0 时 S ， 2
第7章 驱动和控制微电机
单相异步电动机的T=f(s)曲线
第7章 驱动和控制微电机
电机的种类及工作 原理
精品
第7章 驱动和控制微电机
7.1 单相异步电动机
内容要点：
⒈ 了解单相感应电动机的结构特点、优缺点及应用情况； ⒉掌握单相感应电动机的工作原理，弄清单相感应电动 机为什么没有起动转矩？ ⒊重点掌握单相感应电动机的的起动方法与类型。
一、概述 1、 应用情况
广泛应用于家用电器（电风扇、电冰箱、洗衣机等）、 空调设备、电动工具、医疗器械及轻工设备中。
应按长期工作设计。
第7章 驱动和控制微电机
特点：
ⅰ）起动绕组和电容器按长期工作设计； ⅱ）过载能力、功率因数和效率均较高； ⅲ）容量能做到五十瓦至几千瓦； ⅳ）应用比较广泛，如应用于压气机、空 调等。
第7章 驱动和控制微电机
3 电阻起动电动机
在起动绕组中串联电阻来分相，即工作绕组电阻小，电抗大； 起动绕组电阻大，电抗小。
定义：指在控制电压保持不变的情况下，直流伺服电 动机的转速n随转矩变化的关系。
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式中：
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第7章 驱动和控制微电机
当转矩为零时，电机转速仅与电枢电压有关，此时的转速 称为理想空载转速
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当转速为零时，电机转矩仅与电枢电压有关，此时的 转矩称为堵转转矩
相隔一个角度，产生旋转磁场，转向由未罩极部分转向罩
极部分。电机转向也由未罩极部分转向罩极部分。
3、改变转向的方法： 1） 定子上绕制两套起动绕组； 2） 将定、转子反向安装。
4、优缺点：起动转矩小，结构简单，不需要电容器。 5、应用: 用于小容量电动机中。如应用于小型风扇、电 动模型和电唱机中。
第7章 驱动和控制微电机