無刷通州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)別责什？伺服電機是否都是交流電機舒脐？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颓涉？舵機是否屬于伺服電機等等……

這些問題暑吹，很多老司機也不一定能完全解釋的清楚。針對這些問題码承，大家可以參考下面這篇文章學習凄跑，會對電機的分類、用法城离、優(yōu)缺點有更加清晰的理解炭刺。

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娜食，我們把左手都練成了斷掌煮落，這也正是直流電機的原理。

所有電機都是由定子和轉子組成踊谋，在直流電機中蝉仇，為了讓轉子轉起來，需要不斷改變電流方向殖蚕，否則轉子只能轉半圈轿衔，這點就像自行車腳踏板。所以直流電機需要換向器睦疫。

廣義的直流電機包括有刷電機和無刷電機害驹。

有刷電機又稱直流電機或碳刷電機鞭呕，常說的直流電機就是指有刷直流電機，它采用機械換向宛官，外部磁極不動內(nèi)部線圈(電樞)動葫松，換向器和轉子線圈一起旋轉，電刷和磁鐵都不動底洗，于是換向器和電刷摩擦摩擦腋么，完成電流方向的切換。

有刷電機缺點：

1亥揖、機械換向產(chǎn)生的火花引起換向器和電刷摩擦佩嘀、電磁干擾、噪聲大遵艰、壽命短。

2悍写、可靠性差电摔、故障多，需要經(jīng)常維護暴艘。

3稀崔、由于換向器存在，限制了轉子慣量柬沾，限制了更高轉速泉剔，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住秉，因為它扭力高假却、結構簡單容易維護（即換碳刷）、便宜睹傻。

無刷電機在某些領域也稱直流變頻電機（BLDC）夏跷，它采用電子換向（霍爾傳感器），線圈(電樞)不動磁極動明未，此時永磁鐵可以在線圈外部也可以在線圈內(nèi)部槽华，于是有了外轉子無刷電機和內(nèi)轉子無刷電機之分。

無刷電機構造與永磁同步電機相同趟妥。

不過猫态，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)不斷的運轉披摄。

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)）亲雪。

一般地，無刷電機的驅動電流有兩種疚膊，一種是方波匆光，另一種是正弦波套像。

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

無刷電機的運轉方式不同，有可以分為內(nèi)轉子無刷電機和外轉子無刷電機艺滑。

內(nèi)轉子都是三相的 右木，價格較貴。

外轉子通常使用的是單相的跳犹，價格親民塌卜，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玻冗。

外轉子三相的價格已經(jīng)接近內(nèi)轉子的價格启脉。 

嗯，猜都能猜到逐枢，有刷電機的缺點就是無刷電機的有點综澄。

它具有高效率、低能耗遍跌、低噪音神卢、超長壽命、高可靠性哑立、可伺服控制袒碍、無級變頻調(diào)速（可達很高轉速）等優(yōu)點，它相對比有刷直流電機體積小的多杰捂，控制比異步交流電機簡單舆床，啟動轉矩大過載能力強，至于缺點嘛……就是比有刷的貴嫁佳、不好維護峭弟。

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

直流（有刷）電機通過調(diào)節(jié)電壓瞒瘸、串接電阻、改變勵磁都可以調(diào)速熄浓，但是實際以調(diào)節(jié)電壓最為方便也最為常用情臭，目前主要使用PWM調(diào)速，PWM其實就是通過高速的開關來實現(xiàn)直流的調(diào)壓赌蔑，一個周期內(nèi)俯在，開的時間長，平均電壓就高，關的時間長跷乐，平均電壓就低肥败，調(diào)起來很方便，只要開關速度夠快泊宴，電網(wǎng)的諧波就少屑淌，且電流更為連續(xù)。

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

對于無刷直流電機，調(diào)速的時候表面上只控制了輸入電壓双竣，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子位置檢測器等轉子位置信號獲取裝置守迫，使用此裝置的轉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，用起來和直流（有刷）電機幾乎一樣渤尚，非常方便公悟。

由于轉子采用永磁體，不需要專門的勵磁繞組演徘，在同等容量的情況下，電機體積更小眼虱，重量更輕喻奥，效率更高，結構更緊湊捏悬，運行更可靠撞蚕，動態(tài)性能更好，在電動汽車的驅動等方面都獲得了廣泛的應用过牙。

交流電機分為同步電機和異步電機甥厦，同步電機多用于發(fā)電機，異步電機多用于電動機寇钉。

電機的外殼是定子刀疙，定子上有三相對稱交流繞組，由于三相電順序變化扫倡，形成一個旋轉的合成磁場谦秧，磁場的旋轉速度就是同步轉速。

同步轉速n=60f/p撵溃，f是頻率疚鲤，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），那么轉速n=60*50/1=3000r/min溢扳。

同理炸笋，4極，6極祠乔，8極電機同步轉速為1500地毁，1000,750  。

異步電機機構簡單锡疗，轉子為閉合線圈鼓宿，比如鼠籠式。

轉子線圈將切割旋轉磁場囊嘲，產(chǎn)生感應電動勢情键，進而產(chǎn)生感應電流，最后產(chǎn)生旋轉磁場锯帚，這樣轉子就變成了一個電磁鐵钢墩，將跟隨定子磁場旋轉，所以轉子的轉速必然＜定子的旋轉磁場楞播，這樣才能切割磁感線用押。

即轉子的異步轉速＜同步轉速，轉子與定子磁場存在轉速差靶剑，所以稱之為異步電機蜻拨。

不同廠家生產(chǎn)的異步電機額定轉速略有差異，2極電機約2800+r/min桩引，4極缎讼，6極，8極異步約為1400+,950+,700+坑匠。

異步電機空載時轉速高血崭，有負載時轉速下降。

異步電動機結構簡單厘灼，維護方便夹纫，運行可靠價格便宜，得到廣泛應用设凹。

同步電機：

如果讓轉子速度=定子磁場旋轉速度舰讹，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闪朱，即給定子通電借睬，此時不需要再切割磁感線就能旋轉，旋轉速度與磁場旋轉速度相同乃衫，即形成同步電機奏宽。      

同步電機轉子結構比異步電機復雜腮哩，價格高，在生產(chǎn)生活中應用不如異步電機廣泛卸窿，主要用作發(fā)電機上腻酱，現(xiàn)在火電站，水電站唐肩、汽輪機烧歹、水輪機基本都是同步電機。

異步電機的調(diào)速：理論上異步電動機控制交流電頻率穗掘、電壓霸拦、或者轉子的電阻、電機的磁極分布都可以調(diào)速称啸，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)屏疗。

由于調(diào)壓調(diào)速范圍不大，一般只能用在調(diào)速要求不高的場合澜术，應用并不廣泛艺蝴。      

 變頻調(diào)速：說到變頻，大家可能都聽說過鸟废。

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

變頻器可以分為兩個大類：交交變頻和交直交變頻缩擂。

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，更高輸出頻率不能超過輸入頻率的一半添寺，所以一般只用在低轉速胯盯、大容量的系統(tǒng)中，可以省去龐大的齒輪減速箱畦贸。

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

對于電動汽車來講寨闹，異步電動機皮實耐用燕瞭，過載能力強，控制算法又如此成熟欣骏，完全可以拿來用黎困。

同步電機的調(diào)速：同步機沒有轉差率，在結構確定的情況下耽晦，控制電壓不能改變轉速斧呆，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。

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

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)速毒沥。

對于他控變頻調(diào)速，和異步電動機的變頻調(diào)速類似拗疯，也可以根據(jù)其數(shù)學模型采用SVPWM等控制方式來實現(xiàn)控制擒蝎，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)有多種名字消玄，比如無換向器電機跟伏；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莱找；而如果輸入方波酬姆，那么就可以稱為梯形波永磁同步電動機，沒錯奥溺，這就是類似于之前說的的無刷直流機（BLDM）辞色，大家是不是感覺饒了個大圈有轉回去了，但是你現(xiàn)在對于變頻變速的理解一定更深一步了浮定，所以無刷直流電機時采用直流輸入相满，但是使用了同步電機的變頻技術（結構與永磁同步電機相同），在Model3上就采用了直流無刷電機桦卒。

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立美，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)方灾，電樞繞組和勵磁繞組串聯(lián)在一起工作建蹄。

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播托，也可以使用直流電源工作饿严。

單相串勵電動機的優(yōu)點是由于它轉速高、起動力矩大丙藤、體積小缓墅、重量輕、不容易堵轉窘螃、適用電壓范圍很廣挑单，可以用調(diào)壓的方法來調(diào)速，簡單且易于實現(xiàn)册向。

因而在電動工具中得到廣泛的應用唾莲，如角磨機避揍、手電鉆等。

單相串勵電機的結構同直流串勵電機十分相似瘩此，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霉处，而直流的磁極既可以由疊壓而成，又可以做成整體結構椰陋。

單相串勵電機的調(diào)速嫌松，大多數(shù)采用調(diào)節(jié)電壓的方法，就是改變電動勢奕污。

單相串勵電機的電壓調(diào)速方法采用的可控移相調(diào)壓萎羔，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碳默。

采用調(diào)節(jié)電壓方法贾陷，采用可控硅調(diào)速技術，具有線路簡單嘱根，元件體積小等特點髓废，是一種可控硅簡單有效的方法。

(a)交流電流變化曲線;

(b)電流為正半波時该抒，轉子的旋轉方向  

(c)電流為負半波時慌洪，轉子的旋轉方向

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磁場，所以單相異步電動機不能自起動凑保。

為了解決起動問題冈爹，單相交流供電的異步電動機實際上往往做成兩相的。

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

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

使合成磁場成橢圓形旋轉磁場，甚至可能接近于圓形旋轉磁場缘赋。

電動機因此獲得起動轉矩碰蚂。

利用電阻分相方法的電動機價格低廉，例如副繞組用較細的導線繞制即可兰歼，但分相效果較差溪毕，且電阻上要消耗能量胃琴。

這種電動機在起動并達到一定轉速后廊擦，通常由裝在電動機軸上的離心式開關將副繞組自動切除，以減少電阻上的損耗遥附、提高運行效率觉浦。

一般用于起動轉矩要求不高的場合题束，如小型車床、小型電冰箱等院仿，缺點是不能調(diào)速速秸抚。

利用電容分相，效果較好歹垫，有可能在電動機某一工作點時剥汤，使電機合成磁場接近于圓形旋轉磁場，從而獲得較好的工作特性排惨。