無刷四平電機(jī)和有刷電機(jī)有什么區(qū)別以赤？同步電機(jī)和異步電機(jī)有什么區(qū)別磕裂？伺服電機(jī)是否都是交流電機(jī)？伺服電機(jī)是否都是同步電機(jī)劣饺？步進(jìn)電機(jī)屬于直流電機(jī)還是交流電機(jī)印姑？舵機(jī)是否屬于伺服電機(jī)等等……

這些問題，很多老司機(jī)也不一定能完全解釋的清楚契片。針對這些問題狮贪，大家可以參考下面這篇文章學(xué)習(xí)，會對電機(jī)的分類汛欺、用法尾杆、優(yōu)缺點(diǎn)有更加清晰的理解设塑。

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(diǎn)事狗丙，我們把左手都練成了斷掌譬奈，這也正是直流電機(jī)的原理。

所有電機(jī)都是由定子和轉(zhuǎn)子組成暇昂，在直流電機(jī)中莺戒，為了讓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)起來，需要不斷改變電流方向急波，否則轉(zhuǎn)子只能轉(zhuǎn)半圈从铲，這點(diǎn)就像自行車腳踏板。所以直流電機(jī)需要換向器澄暮。

廣義的直流電機(jī)包括有刷電機(jī)和無刷電機(jī)食店。

有刷電機(jī)又稱直流電機(jī)或碳刷電機(jī)，常說的直流電機(jī)就是指有刷直流電機(jī)赏寇，它采用機(jī)械換向吉嫩，外部磁極不動內(nèi)部線圈(電樞)動，換向器和轉(zhuǎn)子線圈一起旋轉(zhuǎn)嗅定，電刷和磁鐵都不動自娩，于是換向器和電刷摩擦摩擦，完成電流方向的切換渠退。

有刷電機(jī)缺點(diǎn)：

1忙迁、機(jī)械換向產(chǎn)生的火花引起換向器和電刷摩擦、電磁干擾论艰、噪聲大吠败、壽命短。

2勇袋、可靠性差镇轿、故障多，需要經(jīng)常維護(hù)淑助。

3斟彻、由于換向器存在，限制了轉(zhuǎn)子慣量光稽，限制了更高轉(zhuǎn)速粟辛，影響了動態(tài)性能。

既然它這么多缺點(diǎn)為什么還被普遍應(yīng)用也拳，因?yàn)樗ちΩ哕揭础⒔Y(jié)構(gòu)簡單容易維護(hù)（即換碳刷）、便宜绝迁。

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

無刷電機(jī)構(gòu)造與永磁同步電機(jī)相同。

不過禾锤，單個的無刷電機(jī)不是一套完整的動力系統(tǒng)私股，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)。

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)）恩掷。

一般地倡鲸，無刷電機(jī)的驅(qū)動電流有兩種，一種是方波黄娘，另一種是正弦波峭状。

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

無刷電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)方式不同，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)誓焦。

內(nèi)轉(zhuǎn)子都是三相的 胆敞，價格較貴。

外轉(zhuǎn)子通常使用的是單相的怕猖，價格親民酝梧，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)用簇寻。

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

嗯，猜都能猜到市通，有刷電機(jī)的缺點(diǎn)就是無刷電機(jī)的有點(diǎn)窟著。

它具有高效率、低能耗顷敞、低噪音程鸵、超長壽命鹿磁、高可靠性蒜吱、可伺服控制、無級變頻調(diào)速（可達(dá)很高轉(zhuǎn)速）等優(yōu)點(diǎn)骆喉，它相對比有刷直流電機(jī)體積小的多诚凰，控制比異步交流電機(jī)簡單，啟動轉(zhuǎn)矩大過載能力強(qiáng)哀澈，至于缺點(diǎn)嘛……就是比有刷的貴牌借、不好維護(hù)度气。

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

直流（有刷）電機(jī)通過調(diào)節(jié)電壓磷籍、串接電阻、改變勵磁都可以調(diào)速现柠，但是實(shí)際以調(diào)節(jié)電壓最為方便也最為常用院领，目前主要使用PWM調(diào)速，PWM其實(shí)就是通過高速的開關(guān)來實(shí)現(xiàn)直流的調(diào)壓够吩，一個周期內(nèi)比然，開的時間長，平均電壓就高周循，關(guān)的時間長强法，平均電壓就低，調(diào)起來很方便湾笛，只要開關(guān)速度夠快梭唆，電網(wǎng)的諧波就少，且電流更為連續(xù)蟋真。

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

對于無刷直流電機(jī)掺胖，調(diào)速的時候表面上只控制了輸入電壓冲雾，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，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)變壓控制了頻率盾叭，用起來和直流（有刷）電機(jī)幾乎一樣奥怪，非常方便。

由于轉(zhuǎn)子采用永磁體肄高，不需要專門的勵磁繞組盘瞧，在同等容量的情況下，電機(jī)體積更小柒浙，重量更輕膘掰，效率更高，結(jié)構(gòu)更緊湊佳遣，運(yùn)行更可靠识埋，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)用零渐。

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

電機(jī)的外殼是定子惠豺，定子上有三相對稱交流繞組银还，由于三相電順序變化，形成一個旋轉(zhuǎn)的合成磁場洁墙，磁場的旋轉(zhuǎn)速度就是同步轉(zhuǎn)速见剩。

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

同理耕粪，4極，6極绳弯，8極電機(jī)同步轉(zhuǎn)速為1500妨宙，1000,750  。

異步電機(jī)機(jī)構(gòu)簡單耗砖，轉(zhuǎn)子為閉合線圈伐歇，比如鼠籠式。

轉(zhuǎn)子線圈將切割旋轉(zhuǎn)磁場廉旅，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢磁姻，進(jìn)而產(chǎn)生感應(yīng)電流，最后產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場桌苔，這樣轉(zhuǎn)子就變成了一個電磁鐵革睬，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)磁場腻喇，這樣才能切割磁感線竣康。

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)速差瓢谢，所以稱之為異步電機(jī)畸写。

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氓扛，4極枯芬，6極，8極異步約為1400+,950+,700+幢尚。

異步電機(jī)空載時轉(zhuǎn)速高破停，有負(fù)載時轉(zhuǎn)速下降。

異步電動機(jī)結(jié)構(gòu)簡單尉剩，維護(hù)方便真慢，運(yùn)行可靠價格便宜，得到廣泛應(yīng)用理茎。

同步電機(jī)：

如果讓轉(zhuǎn)子速度=定子磁場旋轉(zhuǎn)速度黑界，就成為了同步電機(jī)，此時就需要把定子變成一個電磁鐵或永磁鐵皂林，即給定子通電朗鸠，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)速度相同密巷，即形成同步電機(jī)抵刺。      

同步電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)比異步電機(jī)復(fù)雜，價格高循贝，在生產(chǎn)生活中應(yīng)用不如異步電機(jī)廣泛衫喜，主要用作發(fā)電機(jī)上，現(xiàn)在火電站尉利，水電站可丝、汽輪機(jī)、水輪機(jī)基本都是同步電機(jī)汤顷。

異步電機(jī)的調(diào)速：理論上異步電動機(jī)控制交流電頻率氓愿、電壓、或者轉(zhuǎn)子的電阻递促、電機(jī)的磁極分布都可以調(diào)速咪轩，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)。

由于調(diào)壓調(diào)速范圍不大送魁，一般只能用在調(diào)速要求不高的場合憔辞，應(yīng)用并不廣泛。      

 變頻調(diào)速：說到變頻摊滔，大家可能都聽說過阴绢。

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艰躺，這樣異步電動機(jī)的調(diào)速范圍就足夠大了呻袭。

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腺兴，更高輸出頻率不能超過輸入頻率的一半左电，所以一般只用在低轉(zhuǎn)速、大容量的系統(tǒng)中页响，可以省去龐大的齒輪減速箱篓足。

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，配合PWM技術(shù)栈拖，這種變頻器可以實(shí)現(xiàn)大范圍的變壓變頻连舍。

對于電動汽車來講，異步電動機(jī)皮實(shí)耐用涩哟，過載能力強(qiáng)审亿，控制算法又如此成熟，完全可以拿來用帝愉。

同步電機(jī)的調(diào)速：同步機(jī)沒有轉(zhuǎn)差率最咖，在結(jié)構(gòu)確定的情況下，控制電壓不能改變轉(zhuǎn)速暖麻，所以在變頻器出現(xiàn)之前碑甘，同步電動機(jī)是完全不能調(diào)速的。

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

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)速卧蒂。

對于他控變頻調(diào)速，和異步電動機(jī)的變頻調(diào)速類似珍询，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)控制圆乡，其性能還要優(yōu)于普通交流異步電動機(jī)。

自控變頻同步電動機(jī)在發(fā)展過程中曾經(jīng)有多種名字策橘，比如無換向器電機(jī)炸渡；當(dāng)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(jī)丽已；而如果輸入方波蚌堵，那么就可以稱為梯形波永磁同步電動機(jī)，沒錯沛婴，這就是類似于之前說的的無刷直流機(jī)（BLDM）吼畏，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嘁灯，所以無刷直流電機(jī)時采用直流輸入泻蚊，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)丑婿。

單相交流異步電機(jī)——單相交流串勵電機(jī)（有刷）

單相交流串勵電動機(jī)性雄，俗稱串勵電機(jī)或通用電機(jī)(UniversalMotor國外叫法，因交直流通用而得名)羹奉，電樞繞組和勵磁繞組串聯(lián)在一起工作秒旋。

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

單相串勵電動機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是由于它轉(zhuǎn)速高善簸、起動力矩大、體積小眨捶、重量輕畔香、不容易堵轉(zhuǎn)类埋、適用電壓范圍很廣履字，可以用調(diào)壓的方法來調(diào)速，簡單且易于實(shí)現(xiàn)鼓辈。

因而在電動工具中得到廣泛的應(yīng)用攀瘟，如角磨機(jī)、手電鉆等失跷。

單相串勵電機(jī)的結(jié)構(gòu)同直流串勵電機(jī)十分相似诉玲，主要的區(qū)別在于單相串勵電機(jī)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叔梆，又可以做成整體結(jié)構(gòu)沫流。

單相串勵電機(jī)的調(diào)速，大多數(shù)采用調(diào)節(jié)電壓的方法筑凫，就是改變電動勢滑沧。

單相串勵電機(jī)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(shí)現(xiàn)對輸入電壓的移相觸發(fā)巍实。

在實(shí)現(xiàn)方法上有硬件和軟件方式滓技。

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

(a)交流電流變化曲線;

(b)電流為正半波時叠必，轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向  

(c)電流為負(fù)半波時，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產(chǎn)生的是脈振磁場而不是旋轉(zhuǎn)磁場妹窖，所以單相異步電動機(jī)不能自起動纬朝。

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

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

副繞組串聯(lián)電容或電阻后再接到單相交流電源杏住，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，甚至可能接近于圓形旋轉(zhuǎn)磁場贫拭。

電動機(jī)因此獲得起動轉(zhuǎn)矩孩青。

利用電阻分相方法的電動機(jī)價格低廉，例如副繞組用較細(xì)的導(dǎo)線繞制即可耍叮，但分相效果較差森肉，且電阻上要消耗能量。

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

一般用于起動轉(zhuǎn)矩要求不高的場合岳舔，如小型車床、小型電冰箱等刃镶，缺點(diǎn)是不能調(diào)速速躲扣。

利用電容分相，效果較好丸升，有可能在電動機(jī)某一工作點(diǎn)時铆农，使電機(jī)合成磁場接近于圓形旋轉(zhuǎn)磁場，從而獲得較好的工作特性狡耻。