無刷西城電機和有刷電機有什么區(qū)別蝗蛙？同步電機和異步電機有什么區(qū)別蠢莺？伺服電機是否都是交流電機宁玫？伺服電機是否都是同步電機俩孽？步進電機屬于直流電機還是交流電機捂旨？舵機是否屬于伺服電機等等……

這些問題播瓦，很多老司機也不一定能完全解釋的清楚驮觅。針對這些問題祝鞍，大家可以參考下面這篇文章學習，會對電機的分類闯捎、用法椰弊、優(yōu)缺點有更加清晰的理解。

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

所有電機都是由定子和轉子組成清焕，在直流電機中，為了讓轉子轉起來祭犯，需要不斷改變電流方向秸妥，否則轉子只能轉半圈，這點就像自行車腳踏板沃粗。所以直流電機需要換向器粥惧。

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最盅，常說的直流電機就是指有刷直流電機影晓，它采用機械換向，外部磁極不動內部線圈(電樞)動檩禾，換向器和轉子線圈一起旋轉捉瘟，電刷和磁鐵都不動，于是換向器和電刷摩擦摩擦蔑誓，完成電流方向的切換铲锭。

有刷電機缺點：

1、機械換向產生的火花引起換向器和電刷摩擦誉梳、電磁干擾欲华、噪聲大、壽命短骇俏。

2天殉、可靠性差、故障多北郁，需要經(jīng)常維護靡鞭。

3、由于換向器存在用劲，限制了轉子慣量蜘辕，限制了更高轉速，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逼庞，因為它扭力高蛇更、結構簡單容易維護（即換碳刷）、便宜赛糟。

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

無刷電機構造與永磁同步電機相同穆咐。

不過，單個的無刷電機不是一套完整的動力系統(tǒng)字旭，無刷基本必須通過無刷控制器也就是電調的控制才能實現(xiàn)連續(xù)不斷的運轉对湃。

真正決定其使用性能的還是無刷電子調速器（也就是電調）。

一般地遗淳，無刷電機的驅動電流有兩種拍柒，一種是方波，另一種是正弦波止既。

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

無刷電機的運轉方式不同精杜，有可以分為內轉子無刷電機和外轉子無刷電機。

內轉子都是三相的 涉泡，價格較貴澳缴。

外轉子通常使用的是單相的，價格親民政茄，大批量生產已經(jīng)接近碳刷電機烧晤，因此近年來得到廣泛應用。

外轉子三相的價格已經(jīng)接近內轉子的價格彭闷。 

嗯愈樱，猜都能猜到，有刷電機的缺點就是無刷電機的有點烛蘑。

它具有高效率初之、低能耗、低噪音唱较、超長壽命柑土、高可靠性、可伺服控制、無級變頻調速（可達很高轉速）等優(yōu)點稽屏，它相對比有刷直流電機體積小的多扮宠，控制比異步交流電機簡單，啟動轉矩大過載能力強狐榔，至于缺點嘛……就是比有刷的貴坛增、不好維護。

直流電機的調速：所謂調速薄腻，即通過調節(jié)電機轉速獲得所需扭矩收捣。

直流（有刷）電機通過調節(jié)電壓、串接電阻庵楷、改變勵磁都可以調速罢艾，但是實際以調節(jié)電壓最為方便也最為常用，目前主要使用PWM調速尽纽，PWM其實就是通過高速的開關來實現(xiàn)直流的調壓咐蚯，一個周期內，開的時間長披贰，平均電壓就高须涣，關的時間長，平均電壓就低臣碟，調起來很方便盐腻，只要開關速度夠快，電網(wǎng)的諧波就少踊眠，且電流更為連續(xù)揽券。

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布缨，非常容易產生火花揣恳，換向器和電刷限制了直流電動機的容量和速度，使得直流電動機的調速遇到了瓶頸炭箭。

對于無刷直流電機一膝，調速的時候表面上只控制了輸入電壓，但電機的自控變頻調速系統(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菌司，使用此裝置的轉子位置信號來控制變壓變頻調速裝置的換相時刻）自動根據(jù)變壓控制了頻率顾腊，用起來和直流（有刷）電機幾乎一樣，非常方便挖胃。

由于轉子采用永磁體杂靶，不需要專門的勵磁繞組，在同等容量的情況下酱鸭，電機體積更小吗垮，重量更輕垛吗，效率更高，結構更緊湊烁登，運行更可靠怯屉，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饵沧。

交流電機分為同步電機和異步電機锨络，同步電機多用于發(fā)電機，異步電機多用于電動機狼牺。

電機的外殼是定子羡儿，定子上有三相對稱交流繞組，由于三相電順序變化是钥，形成一個旋轉的合成磁場姥购，磁場的旋轉速度就是同步轉速。

同步轉速n=60f/p幅类，f是頻率概给，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）松摘，那么轉速n=60*50/1=3000r/min督垮。

同理屡拥，4極乳栈，6極，8極電機同步轉速為1500剩骏，1000,750  组伤。

異步電機機構簡單，轉子為閉合線圈监镰，比如鼠籠式遗秩。

轉子線圈將切割旋轉磁場，產生感應電動勢俐芬，進而產生感應電流绎狭，最后產生旋轉磁場，這樣轉子就變成了一個電磁鐵褥傍，將跟隨定子磁場旋轉儡嘶，所以轉子的轉速必然＜定子的旋轉磁場，這樣才能切割磁感線恍风。

即轉子的異步轉速＜同步轉速蹦狂，轉子與定子磁場存在轉速差，所以稱之為異步電機朋贬。

不同廠家生產的異步電機額定轉速略有差異凯楔，2極電機約2800+r/min，4極，6極摆屯，8極異步約為1400+,950+,700+邻遏。

異步電機空載時轉速高，有負載時轉速下降鸥拧。

異步電動機結構簡單党远，維護方便，運行可靠價格便宜朝正，得到廣泛應用蒸败。

同步電機：

如果讓轉子速度=定子磁場旋轉速度，就成為了同步電機农想，此時就需要把定子變成一個電磁鐵或永磁鐵雅沽，即給定子通電，此時不需要再切割磁感線就能旋轉例氓，旋轉速度與磁場旋轉速度相同蚜症，即形成同步電機。      

同步電機轉子結構比異步電機復雜峡黍，價格高慎接，在生產生活中應用不如異步電機廣泛，主要用作發(fā)電機上居串，現(xiàn)在火電站药妄，水電站、汽輪機撰拯、水輪機基本都是同步電機刀昼。

異步電機的調速：理論上異步電動機控制交流電頻率、電壓讼撒、或者轉子的電阻浑厚、電機的磁極分布都可以調速，但是實際上實現(xiàn)無極調速用調節(jié)頻率和電壓的方法實現(xiàn)根盒。

由于調壓調速范圍不大钳幅，一般只能用在調速要求不高的場合，應用并不廣泛炎滞。      

 變頻調速：說到變頻敢艰，大家可能都聽說過。

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

變頻器可以分為兩個大類：交交變頻和交直交變頻击奶。

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辈双，更高輸出頻率不能超過輸入頻率的一半责掏，所以一般只用在低轉速、大容量的系統(tǒng)中湃望，可以省去龐大的齒輪減速箱换衬。

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笼万，配合PWM技術歪眨，這種變頻器可以實現(xiàn)大范圍的變壓變頻。

對于電動汽車來講简些，異步電動機皮實耐用蛉增，過載能力強，控制算法又如此成熟篱撩，完全可以拿來用践寄。

同步電機的調速：同步機沒有轉差率，在結構確定的情況下缓鞠，控制電壓不能改變轉速檩渐，所以在變頻器出現(xiàn)之前，同步電動機是完全不能調速的业抵。

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

同步電動機變壓變頻調速系統(tǒng)可以分為他控變頻調速和自控變頻調速。

對于他控變頻調速赃磨，和異步電動機的變頻調速類似筝家，也可以根據(jù)其數(shù)學模型采用SVPWM等控制方式來實現(xiàn)控制洼裤，其性能還要優(yōu)于普通交流異步電動機邻辉。

自控變頻同步電動機在發(fā)展過程中曾經(jīng)有多種名字，比如無換向器電機腮鞍；當采用永磁體且輸入三相正弦波時值骇，可以稱為正弦波永磁同步電動機；而如果輸入方波移国，那么就可以稱為梯形波永磁同步電動機吱瘩，沒錯，這就是類似于之前說的的無刷直流機（BLDM）迹缀，大家是不是感覺饒了個大圈有轉回去了使碾，但是你現(xiàn)在對于變頻變速的理解一定更深一步了，所以無刷直流電機時采用直流輸入祝懂，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）票摇，在Model3上就采用了直流無刷電機拘鞋。

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，俗稱串勵電機或通用電機(UniversalMotor國外叫法共悼，因交直流通用而得名)驶闰，電樞繞組和勵磁繞組串聯(lián)在一起工作。

單相串勵電動機又叫做交直流兩用串勵電動機钙瘫，它既可以使用交流電源工作阔垢，也可以使用直流電源工作。

單相串勵電動機的優(yōu)點是由于它轉速高侯砸、起動力矩大挨奶、體積小、重量輕俗衍、不容易堵轉朴树、適用電壓范圍很廣，可以用調壓的方法來調速索驰，簡單且易于實現(xiàn)榨惭。

因而在電動工具中得到廣泛的應用，如角磨機妓浮、手電鉆等忿项。

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

單相串勵電機的調速家夺，大多數(shù)采用調節(jié)電壓的方法脱柱，就是改變電動勢。

單相串勵電機的電壓調速方法采用的可控移相調壓拉馋，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)榨为。

在實現(xiàn)方法上有硬件和軟件方式。

采用調節(jié)電壓方法煌茴，采用可控硅調速技術随闺，具有線路簡單，元件體積小等特點蔓腐，是一種可控硅簡單有效的方法矩乐。

(a)交流電流變化曲線;

(b)電流為正半波時，轉子的旋轉方向  

(c)電流為負半波時回论，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生的是脈振磁場而不是旋轉磁場恋猜，所以單相異步電動機不能自起動。

為了解決起動問題晴消，單相交流供電的異步電動機實際上往往做成兩相的贰嚷。

主繞組由單相電源直接供電注括；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)蓄扳。

副繞組串聯(lián)電容或電阻后再接到單相交流電源蝴车，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磁場拢给，甚至可能接近于圓形旋轉磁場蛹协。

電動機因此獲得起動轉矩。

利用電阻分相方法的電動機價格低廉褥疆，例如副繞組用較細的導線繞制即可兆焦，但分相效果較差，且電阻上要消耗能量永铛。

這種電動機在起動并達到一定轉速后生碗，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驾窟、提高運行效率庆猫。

一般用于起動轉矩要求不高的場合，如小型車床绅络、小型電冰箱等月培，缺點是不能調速速。

利用電容分相恩急，效果較好杉畜，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磁場衷恭，從而獲得較好的工作特性此叠。