無刷長春電機和有刷電機有什么區(qū)別？同步電機和異步電機有什么區(qū)別？伺服電機是否都是交流電機？伺服電機是否都是同步電機？步進電機屬于直流電機還是交流電機武也？舵機是否屬于伺服電機等等……

這些問題依播，很多老司機也不一定能完全解釋的清楚。針對這些問題耿逐，大家可以參考下面這篇文章學(xué)習(xí)娱必，會對電機的分類、用法醇舶、優(yōu)缺點有更加清晰的理解姻蚓。

讀過中學(xué)物理的學(xué)霸學(xué)渣都知道，為了研究通電導(dǎo)體在磁場受力的那點事匣沼，我們把左手都練成了斷掌狰挡，這也正是直流電機的原理。

所有電機都是由定子和轉(zhuǎn)子組成释涛，在直流電機中加叁，為了讓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)起來，需要不斷改變電流方向唇撬，否則轉(zhuǎn)子只能轉(zhuǎn)半圈它匕，這點就像自行車腳踏板。所以直流電機需要換向器局荚。

廣義的直流電機包括有刷電機和無刷電機。

有刷電機又稱直流電機或碳刷電機愈污，常說的直流電機就是指有刷直流電機耀态，它采用機械換向，外部磁極不動內(nèi)部線圈(電樞)動暂雹，換向器和轉(zhuǎn)子線圈一起旋轉(zhuǎn)首装，電刷和磁鐵都不動，于是換向器和電刷摩擦摩擦衔耕，完成電流方向的切換赊偿。

有刷電機缺點：

1、機械換向產(chǎn)生的火花引起換向器和電刷摩擦悬鲜、電磁干擾绅鉴、噪聲大、壽命短厉源。

2既蛙、可靠性差、故障多豆蝠，需要經(jīng)常維護蓖社。

3、由于換向器存在赛羡，限制了轉(zhuǎn)子慣量衍止，限制了更高轉(zhuǎn)速哗蛋，影響了動態(tài)性能。

既然它這么多缺點為什么還被普遍應(yīng)用园担，因為它扭力高届谈、結(jié)構(gòu)簡單容易維護（即換碳刷）、便宜粉铐。

無刷電機在某些領(lǐng)域也稱直流變頻電機（BLDC）疼约，它采用電子換向（霍爾傳感器），線圈(電樞)不動磁極動蝙泼，此時永磁鐵可以在線圈外部也可以在線圈內(nèi)部程剥，于是有了外轉(zhuǎn)子無刷電機和內(nèi)轉(zhuǎn)子無刷電機之分。

無刷電機構(gòu)造與永磁同步電機相同汤踏。

不過织鲸，單個的無刷電機不是一套完整的動力系統(tǒng)，無刷基本必須通過無刷控制器也就是電調(diào)的控制才能實現(xiàn)連續(xù)不斷的運轉(zhuǎn)溪胶。

真正決定其使用性能的還是無刷電子調(diào)速器（也就是電調(diào)）搂擦。

一般地，無刷電機的驅(qū)動電流有兩種哗脖，一種是方波瀑踢，另一種是正弦波。

有時候把前一種叫直流無刷電機才避，后一種叫交流伺服電機咱茂，確切地講是交流伺服電動機的一種。（視頻傳送門）

無刷電機的運轉(zhuǎn)方式不同棕优，有可以分為內(nèi)轉(zhuǎn)子無刷電機和外轉(zhuǎn)子無刷電機缴碉。

內(nèi)轉(zhuǎn)子都是三相的 ，價格較貴佣虑。

外轉(zhuǎn)子通常使用的是單相的叁乍，價格親民，大批量生產(chǎn)已經(jīng)接近碳刷電機弧定，因此近年來得到廣泛應(yīng)用则沃。

外轉(zhuǎn)子三相的價格已經(jīng)接近內(nèi)轉(zhuǎn)子的價格。 

嗯锡跺，猜都能猜到盔惑，有刷電機的缺點就是無刷電機的有點。

它具有高效率义誓、低能耗律坎、低噪音、超長壽命、高可靠性粉臊、可伺服控制草添、無級變頻調(diào)速（可達很高轉(zhuǎn)速）等優(yōu)點，它相對比有刷直流電機體積小的多扼仲，控制比異步交流電機簡單远寸，啟動轉(zhuǎn)矩大過載能力強，至于缺點嘛……就是比有刷的貴屠凶、不好維護驰后。

直流電機的調(diào)速：所謂調(diào)速，即通過調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速獲得所需扭矩矗愧。

直流（有刷）電機通過調(diào)節(jié)電壓灶芝、串接電阻、改變勵磁都可以調(diào)速唉韭，但是實際以調(diào)節(jié)電壓最為方便也最為常用夜涕，目前主要使用PWM調(diào)速，PWM其實就是通過高速的開關(guān)來實現(xiàn)直流的調(diào)壓属愤，一個周期內(nèi)女器，開的時間長，平均電壓就高岗命，關(guān)的時間長巨脚，平均電壓就低，調(diào)起來很方便品救，只要開關(guān)速度夠快敢弟，電網(wǎng)的諧波就少，且電流更為連續(xù)牡徘。

但是電刷和換向器長期磨損喧撕，同時在換向的時候有巨大的電流變化正脸，非常容易產(chǎn)生火花式伶，換向器和電刷限制了直流電動機的容量和速度，使得直流電動機的調(diào)速遇到了瓶頸鄙叼。

對于無刷直流電機贡金，調(diào)速的時候表面上只控制了輸入電壓，但電機的自控變頻調(diào)速系統(tǒng)（無刷直流電機本身自帶轉(zhuǎn)子位置檢測器等轉(zhuǎn)子位置信號獲取裝置群娃，使用此裝置的轉(zhuǎn)子位置信號來控制變壓變頻調(diào)速裝置的換相時刻）自動根據(jù)變壓控制了頻率衅侥，用起來和直流（有刷）電機幾乎一樣，非常方便劫瞳。

由于轉(zhuǎn)子采用永磁體倘潜，不需要專門的勵磁繞組，在同等容量的情況下志于，電機體積更小涮因，重量更輕废睦，效率更高，結(jié)構(gòu)更緊湊养泡，運行更可靠嗜湃，動態(tài)性能更好，在電動汽車的驅(qū)動等方面都獲得了廣泛的應(yīng)用澜掩。

交流電機分為同步電機和異步電機购披，同步電機多用于發(fā)電機，異步電機多用于電動機肩榕。

電機的外殼是定子刚陡，定子上有三相對稱交流繞組，由于三相電順序變化点把，形成一個旋轉(zhuǎn)的合成磁場橘荠，磁場的旋轉(zhuǎn)速度就是同步轉(zhuǎn)速。

同步轉(zhuǎn)速n=60f/p氢碰，f是頻率克酿，p是極對數(shù)，比如對于接入電網(wǎng)50Hz的2極電動機（即極對數(shù)為1對）申广，那么轉(zhuǎn)速n=60*50/1=3000r/min限匕。

同理，4極东六，6極困荤，8極電機同步轉(zhuǎn)速為1500，1000,750  待讲。

異步電機機構(gòu)簡單捎鹤，轉(zhuǎn)子為閉合線圈，比如鼠籠式殃烤。

轉(zhuǎn)子線圈將切割旋轉(zhuǎn)磁場亡荞，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，進而產(chǎn)生感應(yīng)電流情誊，最后產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場水孩，這樣轉(zhuǎn)子就變成了一個電磁鐵，將跟隨定子磁場旋轉(zhuǎn)琐驴，所以轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速必然＜定子的旋轉(zhuǎn)磁場俘种，這樣才能切割磁感線。

即轉(zhuǎn)子的異步轉(zhuǎn)速＜同步轉(zhuǎn)速绝淡，轉(zhuǎn)子與定子磁場存在轉(zhuǎn)速差宙刘，所以稱之為異步電機。

不同廠家生產(chǎn)的異步電機額定轉(zhuǎn)速略有差異，2極電機約2800+r/min悬包，4極怖现，6極，8極異步約為1400+,950+,700+玉罐。

異步電機空載時轉(zhuǎn)速高屈嗤，有負載時轉(zhuǎn)速下降。

異步電動機結(jié)構(gòu)簡單吊输，維護方便饶号，運行可靠價格便宜，得到廣泛應(yīng)用季蚂。

同步電機：

如果讓轉(zhuǎn)子速度=定子磁場旋轉(zhuǎn)速度对轴，就成為了同步電機，此時就需要把定子變成一個電磁鐵或永磁鐵肥刻，即給定子通電亮史，此時不需要再切割磁感線就能旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)速度與磁場旋轉(zhuǎn)速度相同茄溢，即形成同步電機哩敞。      

同步電機轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)比異步電機復(fù)雜，價格高蝉狭，在生產(chǎn)生活中應(yīng)用不如異步電機廣泛点级，主要用作發(fā)電機上，現(xiàn)在火電站撞恰，水電站宽缴、汽輪機、水輪機基本都是同步電機审服。

異步電機的調(diào)速：理論上異步電動機控制交流電頻率趾迈、電壓、或者轉(zhuǎn)子的電阻烤惊、電機的磁極分布都可以調(diào)速乔煞，但是實際上實現(xiàn)無極調(diào)速用調(diào)節(jié)頻率和電壓的方法實現(xiàn)。

由于調(diào)壓調(diào)速范圍不大撕氧，一般只能用在調(diào)速要求不高的場合瘤缩，應(yīng)用并不廣泛喇完。      

 變頻調(diào)速：說到變頻伦泥，大家可能都聽說過。

變頻調(diào)速的全稱是變壓變頻調(diào)速（VVVF）锦溪，也就是在改變頻率的時候改變電壓不脯，這樣異步電動機的調(diào)速范圍就足夠大了。

變頻器可以分為兩個大類：交交變頻和交直交變頻。

交-交變頻：將交流電直接通過電力電子器件變換為另一個頻率的交流電防楷，更高輸出頻率不能超過輸入頻率的一半牺丙，所以一般只用在低轉(zhuǎn)速、大容量的系統(tǒng)中复局，可以省去龐大的齒輪減速箱冲簿。

交-直-交變頻器將交流電先整流變成直流，再通過逆變器變成可控頻率和電壓的交流屏糊，配合PWM技術(shù)吓缴，這種變頻器可以實現(xiàn)大范圍的變壓變頻。

對于電動汽車來講唯诞，異步電動機皮實耐用少迁，過載能力強，控制算法又如此成熟植嚼，完全可以拿來用遏貌。

同步電機的調(diào)速：同步機沒有轉(zhuǎn)差率，在結(jié)構(gòu)確定的情況下钾非，控制電壓不能改變轉(zhuǎn)速获玻，所以在變頻器出現(xiàn)之前，同步電動機是完全不能調(diào)速的巨均。

變頻器的出現(xiàn)讓交流同步電動機也有了巨大的調(diào)速范圍鱼灶，因其轉(zhuǎn)子也有獨立勵磁（永磁體或者電勵磁），其調(diào)速范圍要比異步電動機更寬张绊，同步電動機煥發(fā)了新的生機信高。       

同步電動機變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)可以分為他控變頻調(diào)速和自控變頻調(diào)速。

對于他控變頻調(diào)速涛贯，和異步電動機的變頻調(diào)速類似诽嘉，也可以根據(jù)其數(shù)學(xué)模型采用SVPWM等控制方式來實現(xiàn)控制，其性能還要優(yōu)于普通交流異步電動機弟翘。

自控變頻同步電動機在發(fā)展過程中曾經(jīng)有多種名字虫腋，比如無換向器電機；當(dāng)采用永磁體且輸入三相正弦波時稀余，可以稱為正弦波永磁同步電動機悦冀；而如果輸入方波，那么就可以稱為梯形波永磁同步電動機睛琳，沒錯盒蟆，這就是類似于之前說的的無刷直流機（BLDM），大家是不是感覺饒了個大圈有轉(zhuǎn)回去了师骗，但是你現(xiàn)在對于變頻變速的理解一定更深一步了历等，所以無刷直流電機時采用直流輸入讨惩，但是使用了同步電機的變頻技術(shù)（結(jié)構(gòu)與永磁同步電機相同），在Model3上就采用了直流無刷電機寒屯。

單相交流異步電機——單相交流串勵電機（有刷）

單相交流串勵電動機荐捻，俗稱串勵電機或通用電機(UniversalMotor國外叫法，因交直流通用而得名)下桃，電樞繞組和勵磁繞組串聯(lián)在一起工作昨镊。

單相串勵電動機又叫做交直流兩用串勵電動機，它既可以使用交流電源工作磅愤，也可以使用直流電源工作居绸。

單相串勵電動機的優(yōu)點是由于它轉(zhuǎn)速高、起動力矩大昼反、體積小因登、重量輕、不容易堵轉(zhuǎn)塔奋、適用電壓范圍很廣步鸣，可以用調(diào)壓的方法來調(diào)速，簡單且易于實現(xiàn)醇帅。

因而在電動工具中得到廣泛的應(yīng)用醒囊，如角磨機、手電鉆等隐听。

單相串勵電機的結(jié)構(gòu)同直流串勵電機十分相似通熄，主要的區(qū)別在于單相串勵電機的定子鐵心必須由硅鋼片疊壓而成，而直流的磁極既可以由疊壓而成找都，又可以做成整體結(jié)構(gòu)唇辨。

單相串勵電機的調(diào)速，大多數(shù)采用調(diào)節(jié)電壓的方法能耻，就是改變電動勢赏枚。

單相串勵電機的電壓調(diào)速方法采用的可控移相調(diào)壓，利用可控硅的觸發(fā)電壓滯后于輸入電壓實現(xiàn)對輸入電壓的移相觸發(fā)晓猛。

在實現(xiàn)方法上有硬件和軟件方式饿幅。

采用調(diào)節(jié)電壓方法，采用可控硅調(diào)速技術(shù)戒职，具有線路簡單栗恩，元件體積小等特點，是一種可控硅簡單有效的方法洪燥。

(a)交流電流變化曲線;

(b)電流為正半波時磕秤，轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向  

(c)電流為負半波時，轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向

單相交流異步電機——單相交流鼠籠式電機（無刷）

單相電流通過電樞繞組時產(chǎn)生的是脈振磁場而不是旋轉(zhuǎn)磁場蚓曼，所以單相異步電動機不能自起動蘑慕。

為了解決起動問題，單相交流供電的異步電動機實際上往往做成兩相的价烘。

主繞組由單相電源直接供電蕊欣；副繞組在空間上與主繞組差90°(電角度，等于機械角度被電動機磁極對數(shù)除)稻漏。

副繞組串聯(lián)電容或電阻后再接到單相交流電源愈秕，使其中通過的電流和主繞組中的電流有一定的相位差。

使合成磁場成橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場俗运，甚至可能接近于圓形旋轉(zhuǎn)磁場言盼。

電動機因此獲得起動轉(zhuǎn)矩。

利用電阻分相方法的電動機價格低廉帜贝，例如副繞組用較細的導(dǎo)線繞制即可筐成，但分相效果較差，且電阻上要消耗能量示谐。

這種電動機在起動并達到一定轉(zhuǎn)速后谣皇，通常由裝在電動機軸上的離心式開關(guān)將副繞組自動切除，以減少電阻上的損耗拔调、提高運行效率朴沿。

一般用于起動轉(zhuǎn)矩要求不高的場合，如小型車床败砂、小型電冰箱等赌渣，缺點是不能調(diào)速速。

利用電容分相昌犹，效果較好坚芜，有可能在電動機某一工作點時，使電機合成磁場接近于圓形旋轉(zhuǎn)磁場斜姥，從而獲得較好的工作特性货岭。