無刷長寧電機(jī)和有刷電機(jī)有什么區(qū)別虐沥？同步電機(jī)和異步電機(jī)有什么區(qū)別？伺服電機(jī)是否都是交流電機(jī)私股？伺服電機(jī)是否都是同步電機(jī)？步進(jìn)電機(jī)屬于直流電機(jī)還是交流電機(jī)？舵機(jī)是否屬于伺服電機(jī)等等……

這些問題紧贪，很多老司機(jī)也不一定能完全解釋的清楚狂嘉。針對這些問題，大家可以參考下面這篇文章學(xué)習(xí)藤该，會對電機(jī)的分類程蠕、用法、優(yōu)缺點(diǎn)有更加清晰的理解躲含。

讀過中學(xué)物理的學(xué)霸學(xué)渣都知道辣铡，為了研究通電導(dǎo)體在磁場受力的那點(diǎn)事，我們把左手都練成了斷掌别肄，這也正是直流電機(jī)的原理酣衷。

所有電機(jī)都是由定子和轉(zhuǎn)子組成，在直流電機(jī)中次泽，為了讓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)起來穿仪，需要不斷改變電流方向，否則轉(zhuǎn)子只能轉(zhuǎn)半圈意荤，這點(diǎn)就像自行車腳踏板啊片。所以直流電機(jī)需要換向器。

廣義的直流電機(jī)包括有刷電機(jī)和無刷電機(jī)玖像。

有刷電機(jī)又稱直流電機(jī)或碳刷電機(jī)紫谷，常說的直流電機(jī)就是指有刷直流電機(jī)，它采用機(jī)械換向捐寥，外部磁極不動內(nèi)部線圈(電樞)動笤昨，換向器和轉(zhuǎn)子線圈一起旋轉(zhuǎn)，電刷和磁鐵都不動握恳，于是換向器和電刷摩擦摩擦瞒窒，完成電流方向的切換。

有刷電機(jī)缺點(diǎn)：

1乡洼、機(jī)械換向產(chǎn)生的火花引起換向器和電刷摩擦崇裁、電磁干擾、噪聲大扛焊、壽命短波耗。

2、可靠性差岗师、故障多贵舀，需要經(jīng)常維護(hù)。

3瘩邀、由于換向器存在欲灾，限制了轉(zhuǎn)子慣量，限制了更高轉(zhuǎn)速依矿，影響了動態(tài)性能勉徘。

既然它這么多缺點(diǎn)為什么還被普遍應(yīng)用漏北，因?yàn)樗ちΩ摺⒔Y(jié)構(gòu)簡單容易維護(hù)（即換碳刷）羊湃、便宜舵牛。

無刷電機(jī)在某些領(lǐng)域也稱直流變頻電機(jī)（BLDC），它采用電子換向（霍爾傳感器）然走，線圈(電樞)不動磁極動援制，此時(shí)永磁鐵可以在線圈外部也可以在線圈內(nèi)部，于是有了外轉(zhuǎn)子無刷電機(jī)和內(nèi)轉(zhuǎn)子無刷電機(jī)之分芍瑞。

無刷電機(jī)構(gòu)造與永磁同步電機(jī)相同晨仑。

不過，單個(gè)的無刷電機(jī)不是一套完整的動力系統(tǒng)拆檬，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(shí)現(xiàn)連續(xù)不斷的運(yùn)轉(zhuǎn)洪己。

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)）。

一般地竟贯，無刷電機(jī)的驅(qū)動電流有兩種答捕，一種是方波，另一種是正弦波屑那。

有時(shí)候把前一種叫直流無刷電機(jī)拱镐，后一種叫交流伺服電機(jī)，確切地講是交流伺服電動機(jī)的一種齐莲。（視頻傳送門）

無刷電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)方式不同痢站，有可以分為內(nèi)轉(zhuǎn)子無刷電機(jī)和外轉(zhuǎn)子無刷電機(jī)。

內(nèi)轉(zhuǎn)子都是三相的 鳖直，價(jià)格較貴。

外轉(zhuǎn)子通常使用的是單相的侍肯，價(jià)格親民姥咖，大批量生產(chǎn)已經(jīng)接近碳刷電機(jī)，因此近年來得到廣泛應(yīng)用身犯。

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

嗯，猜都能猜到动娄，有刷電機(jī)的缺點(diǎn)就是無刷電機(jī)的有點(diǎn)倾秤。

它具有高效率、低能耗篓疚、低噪音衬朗、超長壽命、高可靠性掂演、可伺服控制捧贺、無級變頻調(diào)速（可達(dá)很高轉(zhuǎn)速）等優(yōu)點(diǎn)角葱，它相對比有刷直流電機(jī)體積小的多，控制比異步交流電機(jī)簡單座泳，啟動轉(zhuǎn)矩大過載能力強(qiáng)惠昔，至于缺點(diǎn)嘛……就是比有刷的貴、不好維護(hù)挑势。

直流電機(jī)的調(diào)速：所謂調(diào)速镇防，即通過調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速獲得所需扭矩。

直流（有刷）電機(jī)通過調(diào)節(jié)電壓潮饱、串接電阻营罢、改變勵(lì)磁都可以調(diào)速，但是實(shí)際以調(diào)節(jié)電壓最為方便也最為常用饼齿，目前主要使用PWM調(diào)速饲漾，PWM其實(shí)就是通過高速的開關(guān)來實(shí)現(xiàn)直流的調(diào)壓，一個(gè)周期內(nèi)缕溉，開的時(shí)間長考传，平均電壓就高，關(guān)的時(shí)間長证鸥，平均電壓就低僚楞，調(diào)起來很方便，只要開關(guān)速度夠快四酱，電網(wǎng)的諧波就少闽芳，且電流更為連續(xù)。

但是電刷和換向器長期磨損扑详，同時(shí)在換向的時(shí)候有巨大的電流變化媚尊，非常容易產(chǎn)生火花，換向器和電刷限制了直流電動機(jī)的容量和速度涕留，使得直流電動機(jī)的調(diào)速遇到了瓶頸褂反。

對于無刷直流電機(jī)，調(diào)速的時(shí)候表面上只控制了輸入電壓唁返，但電機(jī)的自控變頻調(diào)速系統(tǒng)（無刷直流電機(jī)本身自帶轉(zhuǎn)子位置檢測器等轉(zhuǎn)子位置信號獲取裝置娇仙，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(shí)刻）自動根據(jù)變壓控制了頻率，用起來和直流（有刷）電機(jī)幾乎一樣辨迷，非常方便尾贮。

由于轉(zhuǎn)子采用永磁體，不需要專門的勵(lì)磁繞組袁暗，在同等容量的情況下怔巷，電機(jī)體積更小，重量更輕，效率更高菠剩，結(jié)構(gòu)更緊湊易猫，運(yùn)行更可靠，動態(tài)性能更好具壮，在電動汽車的驅(qū)動等方面都獲得了廣泛的應(yīng)用准颓。

交流電機(jī)分為同步電機(jī)和異步電機(jī)，同步電機(jī)多用于發(fā)電機(jī)棺妓，異步電機(jī)多用于電動機(jī)攘已。

電機(jī)的外殼是定子，定子上有三相對稱交流繞組怜跑，由于三相電順序變化样勃，形成一個(gè)旋轉(zhuǎn)的合成磁場，磁場的旋轉(zhuǎn)速度就是同步轉(zhuǎn)速性芬。

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

同理奕截，4極寻僧，6極，8極電機(jī)同步轉(zhuǎn)速為1500噪境，1000,750  堪渠。

異步電機(jī)機(jī)構(gòu)簡單，轉(zhuǎn)子為閉合線圈半泪，比如鼠籠式陶握。

轉(zhuǎn)子線圈將切割旋轉(zhuǎn)磁場，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢融辈，進(jìn)而產(chǎn)生感應(yīng)電流誓华，最后產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，這樣轉(zhuǎn)子就變成了一個(gè)電磁鐵胧蹲，將跟隨定子磁場旋轉(zhuǎn)，所以轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速必然＜定子的旋轉(zhuǎn)磁場囊祝，這樣才能切割磁感線殉酬。

即轉(zhuǎn)子的異步轉(zhuǎn)速＜同步轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)子與定子磁場存在轉(zhuǎn)速差伞辛，所以稱之為異步電機(jī)烂翰。

不同廠家生產(chǎn)的異步電機(jī)額定轉(zhuǎn)速略有差異，2極電機(jī)約2800+r/min，4極甘耿，6極踊兜，8極異步約為1400+,950+,700+。

異步電機(jī)空載時(shí)轉(zhuǎn)速高佳恬，有負(fù)載時(shí)轉(zhuǎn)速下降捏境。

異步電動機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)方便毁葱，運(yùn)行可靠價(jià)格便宜垫言，得到廣泛應(yīng)用。

同步電機(jī)：

如果讓轉(zhuǎn)子速度=定子磁場旋轉(zhuǎn)速度倾剿，就成為了同步電機(jī)筷频，此時(shí)就需要把定子變成一個(gè)電磁鐵或永磁鐵，即給定子通電前痘，此時(shí)不需要再切割磁感線就能旋轉(zhuǎn)涯馆，旋轉(zhuǎn)速度與磁場旋轉(zhuǎn)速度相同，即形成同步電機(jī)崎爽。      

同步電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)比異步電機(jī)復(fù)雜俺埋，價(jià)格高，在生產(chǎn)生活中應(yīng)用不如異步電機(jī)廣泛凯怕，主要用作發(fā)電機(jī)上嫁昌，現(xiàn)在火電站，水電站甩楷、汽輪機(jī)锁荚、水輪機(jī)基本都是同步電機(jī)。

異步電機(jī)的調(diào)速：理論上異步電動機(jī)控制交流電頻率催锯、電壓滴练、或者轉(zhuǎn)子的電阻、電機(jī)的磁極分布都可以調(diào)速孵熏，但是實(shí)際上實(shí)現(xiàn)無極調(diào)速用調(diào)節(jié)頻率和電壓的方法實(shí)現(xiàn)摊桅。

由于調(diào)壓調(diào)速范圍不大，一般只能用在調(diào)速要求不高的場合捺氢，應(yīng)用并不廣泛藻丢。      

 變頻調(diào)速：說到變頻，大家可能都聽說過摄乒。

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

變頻器可以分為兩個(gè)大類：交交變頻和交直交變頻斋否。

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

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

對于電動汽車來講逼龟，異步電動機(jī)皮實(shí)耐用，過載能力強(qiáng)车匪，控制算法又如此成熟秦代，完全可以拿來用。

同步電機(jī)的調(diào)速：同步機(jī)沒有轉(zhuǎn)差率臼裂，在結(jié)構(gòu)確定的情況下蚯景，控制電壓不能改變轉(zhuǎn)速，所以在變頻器出現(xiàn)之前前肥，同步電動機(jī)是完全不能調(diào)速的楣索。

變頻器的出現(xiàn)讓交流同步電動機(jī)也有了巨大的調(diào)速范圍，因其轉(zhuǎn)子也有獨(dú)立勵(lì)磁（永磁體或者電勵(lì)磁）淀肿，其調(diào)速范圍要比異步電動機(jī)更寬媳惦，同步電動機(jī)煥發(fā)了新的生機(jī)。       

同步電動機(jī)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)速讯谎。

對于他控變頻調(diào)速碎员，和異步電動機(jī)的變頻調(diào)速類似，也可以根據(jù)其數(shù)學(xué)模型采用SVPWM等控制方式來實(shí)現(xiàn)控制乘硬，其性能還要優(yōu)于普通交流異步電動機(jī)倾圣。

自控變頻同步電動機(jī)在發(fā)展過程中曾經(jīng)有多種名字，比如無換向器電機(jī)扁眯；當(dāng)采用永磁體且輸入三相正弦波時(shí)壮莹，可以稱為正弦波永磁同步電動機(jī)；而如果輸入方波姻檀，那么就可以稱為梯形波永磁同步電動機(jī)命满，沒錯(cuò)，這就是類似于之前說的的無刷直流機(jī)（BLDM）绣版，大家是不是感覺饒了個(gè)大圈有轉(zhuǎn)回去了周荐，但是你現(xiàn)在對于變頻變速的理解一定更深一步了，所以無刷直流電機(jī)時(shí)采用直流輸入僵娃，但是使用了同步電機(jī)的變頻技術(shù)（結(jié)構(gòu)與永磁同步電機(jī)相同），在Model3上就采用了直流無刷電機(jī)。

單相交流異步電機(jī)——單相交流串勵(lì)電機(jī)（有刷）

單相交流串勵(lì)電動機(jī)默怨，俗稱串勵(lì)電機(jī)或通用電機(jī)(UniversalMotor國外叫法讯榕，因交直流通用而得名)，電樞繞組和勵(lì)磁繞組串聯(lián)在一起工作匙睹。

單相串勵(lì)電動機(jī)又叫做交直流兩用串勵(lì)電動機(jī)愚屁，它既可以使用交流電源工作，也可以使用直流電源工作顺盆。

單相串勵(lì)電動機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是由于它轉(zhuǎn)速高蛹活、起動力矩大、體積小莹遍、重量輕匕磅、不容易堵轉(zhuǎn)、適用電壓范圍很廣陶啥，可以用調(diào)壓的方法來調(diào)速晃逞，簡單且易于實(shí)現(xiàn)。

因而在電動工具中得到廣泛的應(yīng)用眉剿，如角磨機(jī)虽才、手電鉆等。

單相串勵(lì)電機(jī)的結(jié)構(gòu)同直流串勵(lì)電機(jī)十分相似团何，主要的區(qū)別在于單相串勵(lì)電機(jī)的定子鐵心必須由硅鋼片疊壓而成寨都，而直流的磁極既可以由疊壓而成，又可以做成整體結(jié)構(gòu)司型。

單相串勵(lì)電機(jī)的調(diào)速昼接，大多數(shù)采用調(diào)節(jié)電壓的方法，就是改變電動勢躏升。

單相串勵(lì)電機(jī)的電壓調(diào)速方法采用的可控移相調(diào)壓辩棒，利用可控硅的觸發(fā)電壓滯后于輸入電壓實(shí)現(xiàn)對輸入電壓的移相觸發(fā)。

在實(shí)現(xiàn)方法上有硬件和軟件方式膨疏。

采用調(diào)節(jié)電壓方法一睁，采用可控硅調(diào)速技術(shù)，具有線路簡單佃却，元件體積小等特點(diǎn)者吁，是一種可控硅簡單有效的方法。

(a)交流電流變化曲線;

(b)電流為正半波時(shí)饲帅，轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向  

(c)電流為負(fù)半波時(shí)复凳，轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向

單相交流異步電機(jī)——單相交流鼠籠式電機(jī)（無刷）

單相電流通過電樞繞組時(shí)產(chǎn)生的是脈振磁場而不是旋轉(zhuǎn)磁場，所以單相異步電動機(jī)不能自起動灶泵。

為了解決起動問題育八，單相交流供電的異步電動機(jī)實(shí)際上往往做成兩相的对途。

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

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

使合成磁場成橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場泣虚，甚至可能接近于圓形旋轉(zhuǎn)磁場。

電動機(jī)因此獲得起動轉(zhuǎn)矩债苍。

利用電阻分相方法的電動機(jī)價(jià)格低廉坠痒，例如副繞組用較細(xì)的導(dǎo)線繞制即可，但分相效果較差咳铅，且電阻上要消耗能量选阔。

這種電動機(jī)在起動并達(dá)到一定轉(zhuǎn)速后，通常由裝在電動機(jī)軸上的離心式開關(guān)將副繞組自動切除帕吆，以減少電阻上的損耗聋芹、提高運(yùn)行效率。

一般用于起動轉(zhuǎn)矩要求不高的場合觅霉，如小型車床沥涕、小型電冰箱等，缺點(diǎn)是不能調(diào)速速绑警。

利用電容分相求泰，效果較好，有可能在電動機(jī)某一工作點(diǎn)時(shí)计盒，使電機(jī)合成磁場接近于圓形旋轉(zhuǎn)磁場渴频，從而獲得較好的工作特性。