無刷渝中電機(jī)和有刷電機(jī)有什么區(qū)別揽膏？同步電機(jī)和異步電機(jī)有什么區(qū)別？伺服電機(jī)是否都是交流電機(jī)姊宗？伺服電機(jī)是否都是同步電機(jī)歹朵？步進(jìn)電機(jī)屬于直流電機(jī)還是交流電機(jī)？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挠说。針對這些問題澡谭，大家可以參考下面這篇文章學(xué)習(xí)，會對電機(jī)的分類损俭、用法蛙奖、優(yōu)缺點有更加清晰的理解。

讀過中學(xué)物理的學(xué)霸學(xué)渣都知道杆兵，為了研究通電導(dǎo)體在磁場受力的那點事雁仲，我們把左手都練成了斷掌，這也正是直流電機(jī)的原理琐脏。

所有電機(jī)都是由定子和轉(zhuǎn)子組成攒砖，在直流電機(jī)中，為了讓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)起來日裙，需要不斷改變電流方向吹艇，否則轉(zhuǎn)子只能轉(zhuǎn)半圈，這點就像自行車腳踏板昂拂。所以直流電機(jī)需要換向器掐暮。

廣義的直流電機(jī)包括有刷電機(jī)和無刷電機(jī)。

有刷電機(jī)又稱直流電機(jī)或碳刷電機(jī)列序，常說的直流電機(jī)就是指有刷直流電機(jī)，它采用機(jī)械換向失叁，外部磁極不動內(nèi)部線圈(電樞)動睹肝，換向器和轉(zhuǎn)子線圈一起旋轉(zhuǎn)，電刷和磁鐵都不動隐辟，于是換向器和電刷摩擦摩擦画柜，完成電流方向的切換。

有刷電機(jī)缺點：

1栈碰、機(jī)械換向產(chǎn)生的火花引起換向器和電刷摩擦围杉、電磁干擾、噪聲大牛斥、壽命短乖粘。

2、可靠性差卡载、故障多砌熬，需要經(jīng)常維護(hù)。

3矫夷、由于換向器存在葛闷，限制了轉(zhuǎn)子慣量，限制了更高轉(zhuǎn)速双藕，影響了動態(tài)性能淑趾。

既然它這么多缺點為什么還被普遍應(yīng)用阳仔，因為它扭力高、結(jié)構(gòu)簡單容易維護(hù)（即換碳刷）扣泊、便宜近范。

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）旷赖，線圈(電樞)不動磁極動顺又，此時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)之分等孵。

無刷電機(jī)構(gòu)造與永磁同步電機(jī)相同稚照。

不過，單個的無刷電機(jī)不是一套完整的動力系統(tǒng)俯萌，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(yùn)轉(zhuǎn)果录。

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)）。

一般地轩苔，無刷電機(jī)的驅(qū)動電流有兩種咖雀，一種是方波，另一種是正弦波旅榨。

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

無刷電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)方式不同岔爹，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 哑逾，價格較貴旧伺。

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

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

嗯含滴，猜都能猜到，有刷電機(jī)的缺點就是無刷電機(jī)的有點顷窒。

它具有高效率蛙吏、低能耗、低噪音鞋吉、超長壽命鸦做、高可靠性、可伺服控制、無級變頻調(diào)速（可達(dá)很高轉(zhuǎn)速）等優(yōu)點泼诱，它相對比有刷直流電機(jī)體積小的多坛掠，控制比異步交流電機(jī)簡單，啟動轉(zhuǎn)矩大過載能力強(qiáng)治筒，至于缺點嘛……就是比有刷的貴屉栓、不好維護(hù)。

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

直流（有刷）電機(jī)通過調(diào)節(jié)電壓、串接電阻妨宪、改變勵磁都可以調(diào)速锥约，但是實際以調(diào)節(jié)電壓最為方便也最為常用，目前主要使用PWM調(diào)速之灼，PWM其實就是通過高速的開關(guān)來實現(xiàn)直流的調(diào)壓侮搭，一個周期內(nèi)，開的時間長比紫，平均電壓就高闭凡，關(guān)的時間長，平均電壓就低蕾捣，調(diào)起來很方便秩菩，只要開關(guān)速度夠快，電網(wǎng)的諧波就少齐寻，且電流更為連續(xù)庞取。

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烈瑰，非常容易產(chǎn)生火花，換向器和電刷限制了直流電動機(jī)的容量和速度蟋软，使得直流電動機(jī)的調(diào)速遇到了瓶頸镶摘。

對于無刷直流電機(jī)，調(diào)速的時候表面上只控制了輸入電壓岳守，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凄敢，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，用起來和直流（有刷）電機(jī)幾乎一樣湿痢，非常方便涝缝。

由于轉(zhuǎn)子采用永磁體，不需要專門的勵磁繞組譬重，在同等容量的情況下拒逮，電機(jī)體積更小，重量更輕，效率更高滩援，結(jié)構(gòu)更緊湊栅隐，運(yùn)行更可靠，動態(tài)性能更好玩徊，在電動汽車的驅(qū)動等方面都獲得了廣泛的應(yīng)用租悄。

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)写寄，異步電機(jī)多用于電動機(jī)诲操。

電機(jī)的外殼是定子，定子上有三相對稱交流繞組纽材，由于三相電順序變化帮伙，形成一個旋轉(zhuǎn)的合成磁場，磁場的旋轉(zhuǎn)速度就是同步轉(zhuǎn)速莲吐。

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

同理碱暗，4極瘤褒，6極，8極電機(jī)同步轉(zhuǎn)速為1500杖户，1000,750  悲组。

異步電機(jī)機(jī)構(gòu)簡單，轉(zhuǎn)子為閉合線圈包归，比如鼠籠式锨推。

轉(zhuǎn)子線圈將切割旋轉(zhuǎn)磁場，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢公壤，進(jìn)而產(chǎn)生感應(yīng)電流换可，最后產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，這樣轉(zhuǎn)子就變成了一個電磁鐵厦幅，將跟隨定子磁場旋轉(zhuǎn)沾鳄，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确憨。

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

不同廠家生產(chǎn)的異步電機(jī)額定轉(zhuǎn)速略有差異吞歼，2極電機(jī)約2800+r/min圈膏，4極，6極浆熔，8極異步約為1400+,950+,700+本辐。

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

異步電動機(jī)結(jié)構(gòu)簡單懂崭，維護(hù)方便，運(yùn)行可靠價格便宜区戚，得到廣泛應(yīng)用处淘。

同步電機(jī)：

如果讓轉(zhuǎn)子速度=定子磁場旋轉(zhuǎn)速度，就成為了同步電機(jī)挣堪，此時就需要把定子變成一個電磁鐵或永磁鐵栈眉，即給定子通電，此時不需要再切割磁感線就能旋轉(zhuǎn)豁惨，旋轉(zhuǎn)速度與磁場旋轉(zhuǎn)速度相同榛架，即形成同步電機(jī)。      

同步電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)比異步電機(jī)復(fù)雜烂辟，價格高唤鳍，在生產(chǎn)生活中應(yīng)用不如異步電機(jī)廣泛，主要用作發(fā)電機(jī)上哨叙，現(xiàn)在火電站恕刘，水電站、汽輪機(jī)抒倚、水輪機(jī)基本都是同步電機(jī)褐着。

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、電壓托呕、或者轉(zhuǎn)子的電阻含蓉、電機(jī)的磁極分布都可以調(diào)速，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)项郊。

由于調(diào)壓調(diào)速范圍不大谴餐，一般只能用在調(diào)速要求不高的場合，應(yīng)用并不廣泛呆抑。      

 變頻調(diào)速：說到變頻，大家可能都聽說過汁展。

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

變頻器可以分為兩個大類：交交變頻和交直交變頻侈咕。

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选浅，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)速庇讥、大容量的系統(tǒng)中尚技，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润沸，再通過逆變器變成可控頻率和電壓的交流潭耙，配合PWM技術(shù)，這種變頻器可以實現(xiàn)大范圍的變壓變頻燥箍。

對于電動汽車來講都宅，異步電動機(jī)皮實耐用，過載能力強(qiáng)朦晋，控制算法又如此成熟愧橄，完全可以拿來用。

同步電機(jī)的調(diào)速：同步機(jī)沒有轉(zhuǎn)差率周狱，在結(jié)構(gòu)確定的情況下瘪期，控制電壓不能改變轉(zhuǎn)速，所以在變頻器出現(xiàn)之前稿辙，同步電動機(jī)是完全不能調(diào)速的昆码。

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)立勵磁（永磁體或者電勵磁）邓深，其調(diào)速范圍要比異步電動機(jī)更寬未桥，同步電動機(jī)煥發(fā)了新的生機(jī)。       

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)速芥备。

對于他控變頻調(diào)速冬耿，和異步電動機(jī)的變頻調(diào)速類似，也可以根據(jù)其數(shù)學(xué)模型采用SVPWM等控制方式來實現(xiàn)控制萌壳，其性能還要優(yōu)于普通交流異步電動機(jī)亦镶。

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，比如無換向器電機(jī)袱瓮；當(dāng)采用永磁體且輸入三相正弦波時缤骨，可以稱為正弦波永磁同步電動機(jī)；而如果輸入方波尺借，那么就可以稱為梯形波永磁同步電動機(jī)绊起，沒錯，這就是類似于之前說的的無刷直流機(jī)（BLDM）燎斩，大家是不是感覺饒了個大圈有轉(zhuǎn)回去了箩晦，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)時采用直流輸入树吏，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）淀甘，在Model3上就采用了直流無刷電機(jī)缚粮。

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

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

單相串勵電動機(jī)的優(yōu)點是由于它轉(zhuǎn)速高铁厌、起動力矩大褂苔、體積小、重量輕惹模、不容易堵轉(zhuǎn)贩贵、適用電壓范圍很廣，可以用調(diào)壓的方法來調(diào)速灵妨，簡單且易于實現(xiàn)解阅。

因而在電動工具中得到廣泛的應(yīng)用，如角磨機(jī)泌霍、手電鉆等货抄。

單相串勵電機(jī)的結(jié)構(gòu)同直流串勵電機(jī)十分相似，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朱转，而直流的磁極既可以由疊壓而成蟹地，又可以做成整體結(jié)構(gòu)。

單相串勵電機(jī)的調(diào)速藤为，大多數(shù)采用調(diào)節(jié)電壓的方法怪与，就是改變電動勢。

單相串勵電機(jī)的電壓調(diào)速方法采用的可控移相調(diào)壓缅疟，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)分别。

在實現(xiàn)方法上有硬件和軟件方式。

采用調(diào)節(jié)電壓方法存淫，采用可控硅調(diào)速技術(shù)耘斩，具有線路簡單，元件體積小等特點游隅，是一種可控硅簡單有效的方法圈喻。

(a)交流電流變化曲線;

(b)電流為正半波時，轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向  

(c)電流為負(fù)半波時腊的，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)磁場爸见，所以單相異步電動機(jī)不能自起動。

為了解決起動問題吨肆，單相交流供電的異步電動機(jī)實際上往往做成兩相的迂儡。

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°(電角度劳仿，等于機(jī)械角度被電動機(jī)磁極對數(shù)除)杰打。

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甜海。

使合成磁場成橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場搁鞭，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)矩饵来。

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

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)將副繞組自動切除牵署，以減少電阻上的損耗漏隐、提高運(yùn)行效率。

一般用于起動轉(zhuǎn)矩要求不高的場合奴迅，如小型車床青责、小型電冰箱等，缺點是不能調(diào)速速取具。

利用電容分相脖隶，效果較好，有可能在電動機(jī)某一工作點時暇检，使電機(jī)合成磁場接近于圓形旋轉(zhuǎn)磁場产阱，從而獲得較好的工作特性。