無刷昌邑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)別栽逸？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？舵機是否屬于伺服電機等等……

這些問題弄袜，很多老司機也不一定能完全解釋的清楚。針對這些問題汛滩，大家可以參考下面這篇文章學習女溺，會對電機的分類、用法把奢、優(yōu)缺點有更加清晰的理解薇痛。

讀過中學物理的學霸學渣都知道，為了研究通電導體在磁場受力的那點事什湘，我們把左手都練成了斷掌，這也正是直流電機的原理晦攒。

所有電機都是由定子和轉(zhuǎn)子組成闽撤，在直流電機中，為了讓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)起來脯颜，需要不斷改變電流方向哟旗，否則轉(zhuǎn)子只能轉(zhuǎn)半圈，這點就像自行車腳踏板栋操。所以直流電機需要換向器闸餐。

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矾芙，常說的直流電機就是指有刷直流電機舍沙，它采用機械換向，外部磁極不動內(nèi)部線圈(電樞)動剔宪，換向器和轉(zhuǎn)子線圈一起旋轉(zhuǎn)拂铡，電刷和磁鐵都不動，于是換向器和電刷摩擦摩擦粱储，完成電流方向的切換实射。

有刷電機缺點：

1启中、機械換向產(chǎn)生的火花引起換向器和電刷摩擦、電磁干擾磺伍、噪聲大疯食、壽命短。

2或缘、可靠性差梅明、故障多，需要經(jīng)常維護肠祭。

3常废、由于換向器存在，限制了轉(zhuǎn)子慣量螺啤，限制了更高轉(zhuǎn)速蝇蝶，影響了動態(tài)性能。

既然它這么多缺點為什么還被普遍應用淌踢，因為它扭力高危号、結(jié)構(gòu)簡單容易維護（即換碳刷）、便宜素邪。

無刷電機在某些領(lǐng)域也稱直流變頻電機（BLDC）外莲，它采用電子換向（霍爾傳感器），線圈(電樞)不動磁極動兔朦，此時永磁鐵可以在線圈外部也可以在線圈內(nèi)部偷线，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沽甥。

不過声邦，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)摆舟。

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)）亥曹。

一般地，無刷電機的驅(qū)動電流有兩種恨诱，一種是方波媳瞪，另一種是正弦波。

有時候把前一種叫直流無刷電機照宝，后一種叫交流伺服電機蛇受，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)方式不同厅员，有可以分為內(nèi)轉(zhuǎn)子無刷電機和外轉(zhuǎn)子無刷電機困煤。

內(nèi)轉(zhuǎn)子都是三相的 ，價格較貴幻渤。

外轉(zhuǎn)子通常使用的是單相的技蝌，價格親民壹霍，大批量生產(chǎn)已經(jīng)接近碳刷電機，因此近年來得到廣泛應用伦窜。

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

嗯，猜都能猜到始坝，有刷電機的缺點就是無刷電機的有點捍瘩。

它具有高效率、低能耗蓄揭、低噪音署弯、超長壽命、高可靠性儿捧、可伺服控制荚坞、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菲盾，控制比異步交流電機簡單颓影，啟動轉(zhuǎn)矩大過載能力強，至于缺點嘛……就是比有刷的貴懒鉴、不好維護诡挂。

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

直流（有刷）電機通過調(diào)節(jié)電壓璃俗、串接電阻、改變勵磁都可以調(diào)速悉默，但是實際以調(diào)節(jié)電壓最為方便也最為常用旧找，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)壓麦牺，一個周期內(nèi)，開的時間長鞭缭，平均電壓就高剖膳，關(guān)的時間長，平均電壓就低南链，調(diào)起來很方便策睛，只要開關(guān)速度夠快，電網(wǎng)的諧波就少衡服，且電流更為連續(xù)闪割。

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

對于無刷直流電機牵巾，調(diào)速的時候表面上只控制了輸入電壓倒奋，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，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)變壓控制了頻率赂牍，用起來和直流（有刷）電機幾乎一樣翰鲸，非常方便。

由于轉(zhuǎn)子采用永磁體相速，不需要專門的勵磁繞組碟渺，在同等容量的情況下，電機體積更小突诬，重量更輕苫拍，效率更高，結(jié)構(gòu)更緊湊攒霹，運行更可靠怯疤，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用催束。

交流電機分為同步電機和異步電機集峦，同步電機多用于發(fā)電機，異步電機多用于電動機抠刺。

電機的外殼是定子塔淤，定子上有三相對稱交流繞組，由于三相電順序變化速妖，形成一個旋轉(zhuǎn)的合成磁場高蜂，磁場的旋轉(zhuǎn)速度就是同步轉(zhuǎn)速。

同步轉(zhuǎn)速n=60f/p索王，f是頻率丢华，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）对番，那么轉(zhuǎn)速n=60*50/1=3000r/min码署。

同理，4極每缎，6極朝财，8極電機同步轉(zhuǎn)速為1500，1000,750  燃圾。

異步電機機構(gòu)簡單龟栗，轉(zhuǎn)子為閉合線圈，比如鼠籠式弧泊。

轉(zhuǎn)子線圈將切割旋轉(zhuǎn)磁場焰醇，產(chǎn)生感應電動勢昧甲，進而產(chǎn)生感應電流，最后產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場器谦，這樣轉(zhuǎn)子就變成了一個電磁鐵弯囊，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)磁場胶果，這樣才能切割磁感線匾嘱。

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)速差早抠，所以稱之為異步電機霎烙。

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蕊连，4極悬垃，6極，8極異步約為1400+,950+,700+甘苍。

異步電機空載時轉(zhuǎn)速高尝蠕，有負載時轉(zhuǎn)速下降。

異步電動機結(jié)構(gòu)簡單载庭，維護方便看彼，運行可靠價格便宜，得到廣泛應用囚聚。

同步電機：

如果讓轉(zhuǎn)子速度=定子磁場旋轉(zhuǎn)速度靖榕，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乃倔，即給定子通電翎襟，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)速度相同镊僚，即形成同步電機寿针。      

同步電機轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)比異步電機復雜，價格高镰钦，在生產(chǎn)生活中應用不如異步電機廣泛射传，主要用作發(fā)電機上，現(xiàn)在火電站泛驰，水電站、汽輪機浪顽、水輪機基本都是同步電機寺帽。

異步電機的調(diào)速：理論上異步電動機控制交流電頻率、電壓东悔、或者轉(zhuǎn)子的電阻凸协、電機的磁極分布都可以調(diào)速颤枪，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)速范圍不大淑际，一般只能用在調(diào)速要求不高的場合畏纲，應用并不廣泛。      

 變頻調(diào)速：說到變頻春缕，大家可能都聽說過盗胀。

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

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宅荤，更高輸出頻率不能超過輸入頻率的一半屑迂，所以一般只用在低轉(zhuǎn)速、大容量的系統(tǒng)中冯键，可以省去龐大的齒輪減速箱惹盼。

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惫确，配合PWM技術(shù)诅鹰，這種變頻器可以實現(xiàn)大范圍的變壓變頻。

對于電動汽車來講键切，異步電動機皮實耐用庐穴，過載能力強，控制算法又如此成熟龙喂，完全可以拿來用蝇硅。

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

變頻器的出現(xiàn)讓交流同步電動機也有了巨大的調(diào)速范圍舆焕，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汉疮，同步電動機煥發(fā)了新的生機棍详。       

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)速丛剿，和異步電動機的變頻調(diào)速類似冒萄，也可以根據(jù)其數(shù)學模型采用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。

自控變頻同步電動機在發(fā)展過程中曾經(jīng)有多種名字尊流，比如無換向器電機帅戒；當采用永磁體且輸入三相正弦波時，可以稱為正弦波永磁同步電動機崖技；而如果輸入方波逻住，那么就可以稱為梯形波永磁同步電動機，沒錯迎献，這就是類似于之前說的的無刷直流機（BLDM）瞎访，大家是不是感覺饒了個大圈有轉(zhuǎn)回去了，但是你現(xiàn)在對于變頻變速的理解一定更深一步了忿晕，所以無刷直流電機時采用直流輸入装诡，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践盼。

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鸦采，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)因摸，電樞繞組和勵磁繞組串聯(lián)在一起工作蜗南。

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侦滩，也可以使用直流電源工作饰测。

單相串勵電動機的優(yōu)點是由于它轉(zhuǎn)速高、起動力矩大假祝、體積小靡庵、重量輕、不容易堵轉(zhuǎn)虎内、適用電壓范圍很廣燕汗，可以用調(diào)壓的方法來調(diào)速，簡單且易于實現(xiàn)诅挖。

因而在電動工具中得到廣泛的應用枣惨，如角磨機、手電鉆等虚烂。

單相串勵電機的結(jié)構(gòu)同直流串勵電機十分相似邮敛，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歉摧，又可以做成整體結(jié)構(gòu)艇肴。

單相串勵電機的調(diào)速，大多數(shù)采用調(diào)節(jié)電壓的方法叁温，就是改變電動勢豆挽。

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)。

在實現(xiàn)方法上有硬件和軟件方式帮哈。

采用調(diào)節(jié)電壓方法，采用可控硅調(diào)速技術(shù)锰镀，具有線路簡單娘侍，元件體積小等特點，是一種可控硅簡單有效的方法泳炉。

(a)交流電流變化曲線;

(b)電流為正半波時憾筏，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)磁場花鹅，所以單相異步電動機不能自起動氧腰。

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呐缸。

主繞組由單相電源直接供電三钦；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)疫谱。

副繞組串聯(lián)電容或電阻后再接到單相交流電源做堂，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)磁場嚣惭，甚至可能接近于圓形旋轉(zhuǎn)磁場虽趋。

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罕擒，例如副繞組用較細的導線繞制即可俱猪，但分相效果較差，且電阻上要消耗能量氧液。

這種電動機在起動并達到一定轉(zhuǎn)速后跟媚，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尔网、提高運行效率酬俯。

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

利用電容分相眯漩，效果較好芹扭，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)磁場赦抖，從而獲得較好的工作特性舱卡。