通過本文您將瞭解有刷和無刷直流電機，減速機和編碼器的關鍵特性。您將學習如何通過幾個簡單的步驟來選擇您的驅動方案，並添加必要的控制電子元件，從而縮短你產品的開發週期。
在選擇定製驅動方案時，要考慮您的尺寸要求。您的應用中究竟需要什麼？你的目標加個？什麼樣的貨期可以滿足項目計劃？第一步要分析運行情況，我們必須從整體運行環境與考慮驅動方案，目的是獲得整個系統的工作概述。
首先要確定的問題是工作機制？連續運行可定義為一段時間內的恆定負載和速度。循環工作是連續的，但停留時間短，負荷不斷變化，切往往是雙向的。通常連續工作，以及在長時間的循環工作，需要一個減速機以地消散連續工作所產生的熱量。間歇性運行在兩個工作循環之間有一個延長的中斷時間，可能會偶爾過載較小，可以選擇功率較小的電機，彈藥計算出適當的休息時間。
確定您的工作機制後，要確定您的運動控制需求。換句話說，負載的做什麼運動，應該如何控制？連續運行的典型應用是風扇和傳送帶。通常，不需要高精度和速度控制，並且驅動器在沒有反饋傳感器的情況下以簡單的開環控制操作。當精確地保持速度或反覆移動到特定位置時，循環操作需要更復雜的控制。在這些情況下，需要一個反饋傳感器和一個編程控制器。有些應用需要電機偶爾運行，停留時間更長。所需的控制水平和反饋可能會有很大的不同，必須明確應用環境和工作機制。
要選擇正確的控制方案，您必須確定要控制的參數，無論是扭矩，速度和位置。您還必須確定任務信息如何發送給驅動系統。有沒有一個主控系統（上位機）？這個主機系統如何與驅動器進行通信？同樣，必須確定控制變量的範圍和所需的精度。在米，毫米或微米範圍內的運動？在明確這這些問題的答案後，控制器和所需的反饋傳感器就差不多可以確認了。
驅動方案的供電可以是直流電源，電池，蓄電池，發電機或太陽能電池。。重要的一點是電流和電壓與驅動系統的需求相匹配。這時候你就要確認：需要多少電壓，電源的最大供電電壓是多少？以及，需要多少電流，電源的最大供電電流是多少？
特定的邊界和安裝條件可能會驅動方案的類型和成本有很大影響。所以仔細看看這些要求是值得的。您的應用方案的物理約束條件將很容易幫你過濾可能的驅動單元。如定義最大外徑，總長度和重量等將縮小你的選擇範圍。
由於影響因素很多，所以一般不對使用壽命做限制。例如在正常情況下可以運行20,000小時以上的方案，在極端條件下可能不超過100小時。最終，我們建議在實際的應用環境或測試設備中進行測試以獲得準確結果。當然你需要充分考慮環境溫度和氣壓等條件。 一般的電機規格中都會列出最小和最大額定溫度。噪音和振動取決於負載頻率和安裝條件，也可能對使用壽命有負面影響。
在這一步驟中，電纜長度，軸參數等電器和機械連接方式也可以幫助篩選。但相對來說是次要的。有了這些參數，我們就完成了驅動器選擇的第一步。總的來說，我們知道我們想要做什麼，如何選擇它，哪些關鍵點必須滿足，哪些關鍵點可能有一定的靈活性。
第二步是選型的真正開始，要確定負載在應用中的運動方式，是旋轉還是直線。這個步驟的目的是整理負載運動中的關鍵參數，具體來說是推力和速度或轉矩和轉速。根據負載運動方式和速度定義運動特性，從這個角度來看，必須考慮所有的作用力和力矩，無論是摩擦力，加速力等等，都要整體計算。一旦速度和扭矩值固定，就可以確定驅動方案的關鍵參數。
運行方式是描述驅動方案中負載的運行時長，為了對其進行量化，我們將其轉化成單步驟運行時長，整體運行時長，最大減速度和速度。這些也是電機的關鍵參數。
所有這些工作是為了得出負載的一些關鍵要求。通常，在一個運行週期中，會有速度和力或轉速和扭矩峰值點。通常情況下，這是在一定時長的加速過程中出現的。只有當電機，減速機和控制器在這段時間內滿足所需的轉矩和電流峰值時，才能在此最大負載下進行簡短的過載操作。
運動控制系統的另一個關鍵因素是平均熱負荷。它對應於RMS，是在整個負載運行週期的持續時間（包括停留時間）上的數值。 RMS值可以根據每個時間間隔內發生的力或扭矩來計算。同時驅動方案還必須滿足的所需位置分辨率和速度精度。在整理號這些關鍵參數，我們就可以進入驅動方案選擇。
選項的第三步首先是確定傳動機構。以滾珠絲槓為例，選型時考慮所需的機械驅動類型，驅動方案是旋轉運動還是直線運動？要用什麼輸出結構的齒輪箱連接電機和負載？然後我們就可以將步驟二的關鍵負載參數轉換成減速機或電機的輸出。如果負載是直接驅動的，兩者之間沒有機械傳動，則負載參數就是電機軸上的參數。
現在可以開始選擇減速機了，當然首先是確認是否需要減速機。如果不需要減速機，則可以直接選擇電機。電機直接驅動的應用一般是負載產生的扭矩較小，但運行速度較高的。如果應用不需要電機高轉速，通常會使用減速機，且輸出也會達到較高的轉矩。一般的經驗認為，只要所需扭矩高於約100至500毫牛頓米並且所需速度低於1,000rpm，則我們考慮使用減速機。還有一些應用，我們必須考慮其他選擇標準，如尺寸，軸承負荷，定位精度和效率要求。
在確定減速機後，我們開始準備選擇電機，、必須使用我們選擇的減速比和最大效率來計算電機的關鍵參數。
電機選擇分為兩個步驟，根據我們的應用需求選擇電機類型和最有效的繞組。一個電機類型，根據尺寸，機械輸出功率，軸承和所使用的換向系統決定。同時必須選擇與減速機相匹配的電機類型。選擇電機類型主要取決於關鍵參數如轉矩和轉速。通常電機的標稱轉矩必須高於所需的有效平均電機轉矩。另外，所選電機的轉速不能低於計算所得的轉速。
無論選擇有刷電機還是無刷電機，都要給予應用的技術和成本要求。無刷電機的壽命通常受限於軸承壽命，這是無刷電機的最大優勢。同時因為無刷電機中沒有電刷，也沒有火花，這就意味著電磁干擾少。 但是電機需要電器控制才能運行，在需要控制器的應用中，這是一個缺點。
換向器和軸承對使用壽命有很大的影響。如果需要非常長的使用壽命，無刷電機與預緊滾珠軸承是最好的選擇。如果您決定使用有刷電機並進行啟停操作，則可能需要考慮石墨電刷和滾珠軸承。另一方面，如果您在低負載下連續運行，則應使用貴重金屬刷和套筒軸承。
選擇電機時還要考慮一些其他因素，比如是否需要傳感器，軸的尺寸，電氣干擾，環境條件和工作溫度。
選擇了電機類型後，還要考慮繞組。電機繞組方式影響了電機在最大電壓的下以最大負載轉矩達到所需的最大速度，合適的繞組必須具有足夠大的速度常數。降低電壓可以將速度轉矩線向所需的工作點移動，這通常由控制器完成。不要選擇速度常數太高的繞組，因為這樣的繞組需要很大的電流，這一點很重要。大量的電流意味著更大的電源，更大的控制器，更多的屏蔽，換句話說，更高的成本和更大的重量。
下來要確定一個合適的控制器和傳感器。如上所述，根據控制方案和需求，我們已經在第一步中預先選擇了控制器和傳感器。如果需要測量驅動方案的輸出並與設定值進行比較，則需要使用傳感器和控制器。
控制器是運動控制方案發展的核心。這是所有線程彙總的地方，因此控制器必須滿足不同的要求。反饋傳感器必須滿足控制需求並符合其他附件的特性。
傳感器可以分為，直流轉速計，增量式編碼器或絕對值編碼器。直流調速器只適用於測量速度，只能用於速度控制。編碼器是測量位置和速度最常用的傳感器。根據您的要求，可以選擇不同類型的編碼器。其中絕對值編碼器可以讓體統在斷電重啟後依然知道電機位置，而不需要回到零位。
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