無刷電機(jī)和有刷電機(jī)有什么區(qū)別姜凄？同步電機(jī)和異步電機(jī)有什么區(qū)別瘤褒？伺服電機(jī)是否都是交流電機(jī)猪叙？伺服電機(jī)是否都是同步電機(jī)怨级？步進(jìn)電機(jī)屬于直流電機(jī)還是交流電機(jī)审鸿？舵機(jī)是否屬于伺服電機(jī)等等……

這些問題装呢，很多老司機(jī)也不一定能完全解釋的清楚甩芦。針對這些問題，大家可以參考下面這篇文章學(xué)習(xí)猩禀，會對電機(jī)的分類吕罩、用法、優(yōu)缺點(diǎn)有更加清晰的理解躯橡。

讀過中學(xué)物理的學(xué)霸學(xué)渣都知道等跳，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廉屑，這也正是直流電機(jī)的原理萌狂。

所有電機(jī)都是由定子和轉(zhuǎn)子組成，在直流電機(jī)中怀泊，為了讓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)起來茫藏，需要不斷改變電流方向，否則轉(zhuǎn)子只能轉(zhuǎn)半圈霹琼，這點(diǎn)就像自行車腳踏板务傲。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)枣申。

有刷電機(jī)又稱直流電機(jī)或碳刷電機(jī)售葡，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，外部磁極不動內(nèi)部線圈(電樞)動挟伙，換向器和轉(zhuǎn)子線圈一起旋轉(zhuǎn)楼雹，電刷和磁鐵都不動，于是換向器和電刷摩擦摩擦尖阔，完成電流方向的切換贮缅。

有刷電機(jī)缺點(diǎn)：

1、機(jī)械換向產(chǎn)生的火花引起換向器和電刷摩擦疫题、電磁干擾焕鲸、噪聲大、壽命短跺鬼。

2盘贤、可靠性差、故障多墩沸，需要經(jīng)常維護(hù)蚣枝。

3、由于換向器存在址嘴，限制了轉(zhuǎn)子慣量歼呼，限制了更高轉(zhuǎn)速，影響了動態(tài)性能蚀弹。

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

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）包竹，線圈(電樞)不動磁極動燕酷，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)之分周瞎。

無刷電機(jī)構(gòu)造與永磁同步電機(jī)相同苗缩。

不過，單個(gè)的無刷電機(jī)不是一套完整的動力系統(tǒng)声诸，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)酱讶。

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)）。

一般地彼乌，無刷電機(jī)的驅(qū)動電流有兩種泻肯，一種是方波，另一種是正弦波慰照。

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

無刷電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)方式不同膏萧，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 挖毅，價(jià)格較貴尤稍。

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

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

嗯盲拣，猜都能猜到，有刷電機(jī)的缺點(diǎn)就是無刷電機(jī)的有點(diǎn)惋蛉。

它具有高效率摘裕、低能耗、低噪音鹅但、超長壽命拥耍、高可靠性、可伺服控制协熙、無級變頻調(diào)速（可達(dá)很高轉(zhuǎn)速）等優(yōu)點(diǎn)审拉，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)簡單饲窿，啟動轉(zhuǎn)矩大過載能力強(qiáng)煌寇，至于缺點(diǎn)嘛……就是比有刷的貴、不好維護(hù)逾雄。

直流電機(jī)的調(diào)速：所謂調(diào)速阀溶，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)電壓嘲驾、串接電阻淌哟、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辽故，目前主要使用PWM調(diào)速徒仓，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)誊垢，開的時(shí)間長掉弛，平均電壓就高，關(guān)的時(shí)間長喂走，平均電壓就低殃饿，調(diào)起來很方便谋作，只要開關(guān)速度夠快，電網(wǎng)的諧波就少帮色，且電流更為連續(xù)缩棉。

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

對于無刷直流電機(jī)览雁，調(diào)速的時(shí)候表面上只控制了輸入電壓，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动院，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)變壓控制了頻率胜通，用起來和直流（有刷）電機(jī)幾乎一樣，非常方便芽堪。

由于轉(zhuǎn)子采用永磁體宅溃，不需要專門的勵(lì)磁繞組，在同等容量的情況下隅本，電機(jī)體積更小实愚，重量更輕，效率更高兔辅，結(jié)構(gòu)更緊湊腊敲，運(yùn)行更可靠，動態(tài)性能更好维苔，在電動汽車的驅(qū)動等方面都獲得了廣泛的應(yīng)用碰辅。

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)介时，異步電機(jī)多用于電動機(jī)没宾。

電機(jī)的外殼是定子，定子上有三相對稱交流繞組沸柔，由于三相電順序變化循衰，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)速褐澎。

同步轉(zhuǎn)速n=60f/p会钝，f是頻率，p是極對數(shù)工三，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）狞吏，那么轉(zhuǎn)速n=60*50/1=3000r/min。

同理舍娜，4極仁沃，6極岖习，8極電機(jī)同步轉(zhuǎn)速為1500，1000,750  赡析。

異步電機(jī)機(jī)構(gòu)簡單创撼，轉(zhuǎn)子為閉合線圈，比如鼠籠式上绅。

轉(zhuǎn)子線圈將切割旋轉(zhuǎn)磁場崇审，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，進(jìn)而產(chǎn)生感應(yīng)電流岛宵，最后產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，這樣轉(zhuǎn)子就變成了一個(gè)電磁鐵苔巍，將跟隨定子磁場旋轉(zhuǎn)滚吱，所以轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速必然＜定子的旋轉(zhuǎn)磁場，這樣才能切割磁感線避归。

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

不同廠家生產(chǎn)的異步電機(jī)額定轉(zhuǎn)速略有差異哺窄，2極電機(jī)約2800+r/min，4極账锹，6極萌业，8極異步約為1400+,950+,700+。

異步電機(jī)空載時(shí)轉(zhuǎn)速高奸柬，有負(fù)載時(shí)轉(zhuǎn)速下降生年。

異步電動機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)方便廓奕，運(yùn)行可靠價(jià)格便宜抱婉，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)速度桌粉，就成為了同步電機(jī)蒸绩，此時(shí)就需要把定子變成一個(gè)電磁鐵或永磁鐵，即給定子通電铃肯，此時(shí)不需要再切割磁感線就能旋轉(zhuǎn)独溯，旋轉(zhuǎn)速度與磁場旋轉(zhuǎn)速度相同，即形成同步電機(jī)磅芬。      

同步電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)比異步電機(jī)復(fù)雜山顶，價(jià)格高，在生產(chǎn)生活中應(yīng)用不如異步電機(jī)廣泛着癞，主要用作發(fā)電機(jī)上好员，現(xiàn)在火電站芽刨，水電站、汽輪機(jī)略尘、水輪機(jī)基本都是同步電機(jī)瘩浆。

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、電壓怯漾、或者轉(zhuǎn)子的電阻胡炼、電機(jī)的磁極分布都可以調(diào)速，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)摹削。

由于調(diào)壓調(diào)速范圍不大碍蚊，一般只能用在調(diào)速要求不高的場合，應(yīng)用并不廣泛到旦。      

 變頻調(diào)速：說到變頻旨巷，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）添忘，也就是在改變頻率的時(shí)候改變電壓采呐，這樣異步電動機(jī)的調(diào)速范圍就足夠大了。

變頻器可以分為兩個(gè)大類：交交變頻和交直交變頻搁骑。

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)頻率的交流電斧吐，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)速仲器、大容量的系統(tǒng)中煤率，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娄周，再通過逆變器變成可控頻率和電壓的交流涕侈，配合PWM技術(shù)，這種變頻器可以實(shí)現(xiàn)大范圍的變壓變頻煤辨。

對于電動汽車來講裳涛，異步電動機(jī)皮實(shí)耐用，過載能力強(qiáng)侥锨，控制算法又如此成熟念焙，完全可以拿來用。

同步電機(jī)的調(diào)速：同步機(jī)沒有轉(zhuǎn)差率扇殃，在結(jié)構(gòu)確定的情況下鲤境，控制電壓不能改變轉(zhuǎn)速，所以在變頻器出現(xiàn)之前投戴，同步電動機(jī)是完全不能調(diào)速的丛疲。

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），其調(diào)速范圍要比異步電動機(jī)更寬砍毡，同步電動機(jī)煥發(fā)了新的生機(jī)十旗。       

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。

對于他控變頻調(diào)速聂袱，和異步電動機(jī)的變頻調(diào)速類似溯内，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，其性能還要優(yōu)于普通交流異步電動機(jī)欠捶。

自控變頻同步電動機(jī)在發(fā)展過程中曾經(jīng)有多種名字闷畸，比如無換向器電機(jī)；當(dāng)采用永磁體且輸入三相正弦波時(shí)吞滞，可以稱為正弦波永磁同步電動機(jī)佑菩；而如果輸入方波，那么就可以稱為梯形波永磁同步電動機(jī)冯吓，沒錯(cuò)倘待，這就是類似于之前說的的無刷直流機(jī)（BLDM），大家是不是感覺饒了個(gè)大圈有轉(zhuǎn)回去了组贺，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)采用直流輸入祖娘，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）失尖，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)渐苏，俗稱串勵(lì)電機(jī)或通用電機(jī)(UniversalMotor國外叫法掀潮，因交直流通用而得名)，電樞繞組和勵(lì)磁繞組串聯(lián)在一起工作琼富。

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

單相串勵(lì)電動機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是由于它轉(zhuǎn)速高谷娇、起動力矩大、體積小治弯、重量輕灼鞋、不容易堵轉(zhuǎn)、適用電壓范圍很廣凡盔，可以用調(diào)壓的方法來調(diào)速孙悦，簡單且易于實(shí)現(xiàn)。

因而在電動工具中得到廣泛的應(yīng)用幅瑞，如角磨機(jī)疤巩、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)十分相似蒙便，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狮屏，而直流的磁極既可以由疊壓而成结阅，又可以做成整體結(jié)構(gòu)。

單相串勵(lì)電機(jī)的調(diào)速斥滤，大多數(shù)采用調(diào)節(jié)電壓的方法将鸵，就是改變電動勢。

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)壓佑颇，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)顶掉。

在實(shí)現(xiàn)方法上有硬件和軟件方式。

采用調(diào)節(jié)電壓方法挑胸，采用可控硅調(diào)速技術(shù)痒筒，具有線路簡單，元件體積小等特點(diǎn)茬贵，是一種可控硅簡單有效的方法簿透。

(a)交流電流變化曲線;

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

(c)電流為負(fù)半波時(shí)解藻，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)磁場老充，所以單相異步電動機(jī)不能自起動。

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

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°(電角度胶背，等于機(jī)械角度被電動機(jī)磁極對數(shù)除)扳辆。

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爹蒋。

使合成磁場成橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場雷镀，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)矩遵非。

利用電阻分相方法的電動機(jī)價(jià)格低廉兆剃，例如副繞組用較細(xì)的導(dǎo)線繞制即可，但分相效果較差焚怨，且電阻上要消耗能量武敦。

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)將副繞組自動切除铺描，以減少電阻上的損耗使义、提高運(yùn)行效率。

一般用于起動轉(zhuǎn)矩要求不高的場合蟆导，如小型車床燥及、小型電冰箱等，缺點(diǎn)是不能調(diào)速速。

利用電容分相派阱，效果較好诬留，有可能在電動機(jī)某一工作點(diǎn)時(shí)，使電機(jī)合成磁場接近于圓形旋轉(zhuǎn)磁場贫母，從而獲得較好的工作特性文兑。