無刷本溪電機和有(you)刷電(dian)(dian)機(ji)有(you)什(shen)么(me)(me)區別(bie)(bie)？同(tong)步(bu)電(dian)(dian)機(ji)和異步(bu)電(dian)(dian)機(ji)有(you)什(shen)么(me)(me)區別(bie)(bie)？伺服電(dian)(dian)機(ji)是否(fou)都是交(jiao)流電(dian)(dian)機(ji)？伺服電(dian)(dian)機(ji)是否(fou)都是同(tong)步(bu)電(dian)(dian)機(ji)？步(bu)進電(dian)(dian)機(ji)屬于直(zhi)流電(dian)(dian)機(ji)還是交(jiao)流電(dian)(dian)機(ji)？舵機(ji)是否(fou)屬于伺服電(dian)(dian)機(ji)等等……

這(zhe)些(xie)問題，很多老司(si)機(ji)也(ye)不一定能(neng)完全解(jie)釋的清楚(chu)。針(zhen)對這(zhe)些(xie)問題，大家(jia)可(ke)以參(can)考下面這(zhe)篇(pian)文章學習，會對電機(ji)的分類、用法、優缺點有更加清晰的理解(jie)。

讀過中學(xue)物(wu)理的學(xue)霸學(xue)渣(zha)都知道，為了研(yan)究通電導體在磁場受力的那(nei)點事，我們把左手都練成了斷掌，這也正是(shi)直流電機的原(yuan)理。

所有電機都是由定(ding)子和轉子組成(cheng)，在直流電機中(zhong)，為了讓(rang)轉子轉起來，需要(yao)不斷改變(bian)電流方向，否則轉子只能轉半圈，這點(dian)就像自行車(che)腳踏(ta)板(ban)。所以直流電機需要(yao)換向器。

廣義的(de)直流電(dian)(dian)機包括有刷電(dian)(dian)機和無刷電(dian)(dian)機。

有(you)刷(shua)電機(ji)(ji)又稱直(zhi)流(liu)(liu)電機(ji)(ji)或(huo)碳刷(shua)電機(ji)(ji)，常說的直(zhi)流(liu)(liu)電機(ji)(ji)就是(shi)指有(you)刷(shua)直(zhi)流(liu)(liu)電機(ji)(ji)，它(ta)采用機(ji)(ji)械換(huan)(huan)向，外部(bu)磁(ci)極不動(dong)內部(bu)線(xian)(xian)圈(電樞)動(dong)，換(huan)(huan)向器和轉(zhuan)子線(xian)(xian)圈一起旋轉(zhuan)，電刷(shua)和磁(ci)鐵都不動(dong)，于是(shi)換(huan)(huan)向器和電刷(shua)摩擦(ca)摩擦(ca)，完成電流(liu)(liu)方向的切換(huan)(huan)。

有刷電機缺點：

1、機械換向產(chan)生的(de)火(huo)花(hua)引起換向器和(he)電刷摩擦、電磁干擾、噪聲(sheng)大、壽命(ming)短。

2、可靠性差(cha)、故(gu)障多，需要經(jing)常維護。

3、由(you)于換向器存(cun)在，限(xian)制(zhi)了轉子慣量(liang)，限(xian)制(zhi)了更高(gao)轉速，影響(xiang)了動態性能。

既然它(ta)這么多缺點為什么還被普遍(bian)應用，因為它(ta)扭力高、結構簡單(dan)容易維護（即換碳刷(shua)）、便宜。

無刷(shua)電機(ji)在(zai)某些(xie)領(ling)域也稱直(zhi)流變頻電機(ji)（BLDC），它(ta)采(cai)用電子換向（霍爾傳感器），線(xian)圈(quan)(電樞(shu))不動磁(ci)(ci)極動，此(ci)時(shi)永磁(ci)(ci)鐵可以(yi)在(zai)線(xian)圈(quan)外(wai)部也可以(yi)在(zai)線(xian)圈(quan)內部，于是(shi)有了外(wai)轉(zhuan)子無刷(shua)電機(ji)和內轉(zhuan)子無刷(shua)電機(ji)之分。

無刷(shua)電機構(gou)造(zao)與永磁同(tong)步電機相同(tong)。

不過，單個的無刷電(dian)(dian)機不是(shi)一套(tao)完整的動力系統，無刷基本必須通過無刷控制器也就是(shi)電(dian)(dian)調的控制才能實現連續不斷的運轉。

真正(zheng)決定其使用性能(neng)的還(huan)是無刷電子調速器（也就是電調）。

一般地，無(wu)刷(shua)電機的驅(qu)動(dong)電流有兩種(zhong)(zhong)，一種(zhong)(zhong)是方波(bo)，另(ling)一種(zhong)(zhong)是正弦(xian)波(bo)。

有時候把前(qian)一(yi)種(zhong)叫直流(liu)無(wu)刷電機(ji)，后一(yi)種(zhong)叫交(jiao)流(liu)伺(si)服(fu)電機(ji)，確切地講是交(jiao)流(liu)伺(si)服(fu)電動機(ji)的一(yi)種(zhong)。（視(shi)頻傳送門）

無刷電(dian)(dian)機(ji)的(de)運轉方(fang)式不同，有可以分為內轉子(zi)無刷電(dian)(dian)機(ji)和外轉子(zi)無刷電(dian)(dian)機(ji)。

內轉子都是三(san)相的 ，價格較(jiao)貴。

外轉子通常使(shi)用的(de)是單相(xiang)的(de)，價格(ge)親民，大批量生(sheng)產已經(jing)接近(jin)碳刷電機(ji)，因此近(jin)年來得到廣泛應用。

外轉子(zi)(zi)三相的(de)價(jia)格(ge)已經接近內轉子(zi)(zi)的(de)價(jia)格(ge)。 

嗯，猜都能猜到，有刷電機的缺點(dian)就是無刷電機的有點(dian)。

它具有(you)高(gao)效(xiao)率、低能(neng)耗、低噪(zao)音、超長壽(shou)命、高(gao)可(ke)靠性(xing)、可(ke)伺(si)服控(kong)制(zhi)、無級變(bian)頻調速（可(ke)達很高(gao)轉速）等優點，它相對比有(you)刷直流電機(ji)體積小的多，控(kong)制(zhi)比異步(bu)交(jiao)流電機(ji)簡單，啟動轉矩(ju)大過載能(neng)力強，至(zhi)于(yu)缺點嘛……就是比有(you)刷的貴、不好維護。

直(zhi)流電機(ji)的(de)調速(su)：所謂調速(su)，即通過調節電機(ji)轉(zhuan)速(su)獲得所需扭矩。

直(zhi)流（有刷）電(dian)機通(tong)過調(diao)節電(dian)壓(ya)(ya)、串接電(dian)阻(zu)、改變勵(li)磁都可以調(diao)速(su)，但是(shi)實際以調(diao)節電(dian)壓(ya)(ya)最(zui)為方便(bian)(bian)也最(zui)為常用(yong)，目(mu)前主要(yao)使用(yong)PWM調(diao)速(su)，PWM其實就是(shi)通(tong)過高速(su)的開(kai)(kai)關(guan)來實現直(zhi)流的調(diao)壓(ya)(ya)，一個(ge)周期(qi)內，開(kai)(kai)的時間長，平均(jun)(jun)電(dian)壓(ya)(ya)就高，關(guan)的時間長，平均(jun)(jun)電(dian)壓(ya)(ya)就低，調(diao)起(qi)來很方便(bian)(bian)，只要(yao)開(kai)(kai)關(guan)速(su)度夠快(kuai)，電(dian)網的諧波(bo)就少，且電(dian)流更為連續。

但是電(dian)(dian)刷和(he)換向(xiang)(xiang)器長期磨損，同時在換向(xiang)(xiang)的(de)(de)時候有(you)巨(ju)大的(de)(de)電(dian)(dian)流(liu)變化，非常容易產生火花，換向(xiang)(xiang)器和(he)電(dian)(dian)刷限制了(le)直(zhi)流(liu)電(dian)(dian)動(dong)機(ji)的(de)(de)容量和(he)速度，使得直(zhi)流(liu)電(dian)(dian)動(dong)機(ji)的(de)(de)調速遇到了(le)瓶(ping)頸。

對于無刷直流電(dian)機，調(diao)速的時(shi)候表面上(shang)只控(kong)制(zhi)(zhi)了(le)輸入電(dian)壓(ya)(ya)，但電(dian)機的自(zi)控(kong)變頻調(diao)速系統（無刷直流電(dian)機本(ben)身(shen)自(zi)帶轉(zhuan)子位置(zhi)檢測(ce)器等轉(zhuan)子位置(zhi)信號(hao)獲(huo)取(qu)裝置(zhi)，使用(yong)此裝置(zhi)的轉(zhuan)子位置(zhi)信號(hao)來控(kong)制(zhi)(zhi)變壓(ya)(ya)變頻調(diao)速裝置(zhi)的換相時(shi)刻）自(zi)動根(gen)據變壓(ya)(ya)控(kong)制(zhi)(zhi)了(le)頻率，用(yong)起來和直流（有刷）電(dian)機幾乎一樣，非常方便。

由于轉子(zi)采用(yong)永磁體，不需要專門的(de)勵磁繞(rao)組，在同等容(rong)量的(de)情況下，電(dian)機體積更小，重量更輕，效率更高，結(jie)構更緊湊，運(yun)行更可靠，動(dong)(dong)態(tai)性(xing)能(neng)更好(hao)，在電(dian)動(dong)(dong)汽車的(de)驅動(dong)(dong)等方面都獲得了(le)廣(guang)泛的(de)應用(yong)。

交流電(dian)機(ji)分為同步電(dian)機(ji)和(he)異步電(dian)機(ji)，同步電(dian)機(ji)多(duo)(duo)用(yong)于發電(dian)機(ji)，異步電(dian)機(ji)多(duo)(duo)用(yong)于電(dian)動機(ji)。

電(dian)機的(de)外殼是(shi)定子(zi)，定子(zi)上有三相(xiang)(xiang)對稱交流繞組(zu)，由于三相(xiang)(xiang)電(dian)順序變化，形成一個旋轉的(de)合成磁場，磁場的(de)旋轉速度就是(shi)同步(bu)轉速。

同(tong)步轉速n=60f/p，f是頻率(lv)，p是極對(dui)(dui)(dui)(dui)數，比如對(dui)(dui)(dui)(dui)于接入電網50Hz的(de)2極電動機（即極對(dui)(dui)(dui)(dui)數為1對(dui)(dui)(dui)(dui)），那么轉速n=60*50/1=3000r/min。

同(tong)理，4極，6極，8極電(dian)機同(tong)步(bu)轉速為1500，1000,750  。

異步電(dian)機機構簡單，轉子為閉(bi)合線圈，比如鼠籠式。

轉(zhuan)(zhuan)子(zi)線圈將(jiang)(jiang)切(qie)割旋轉(zhuan)(zhuan)磁場(chang)，產生感(gan)應電(dian)動勢(shi)，進(jin)而(er)產生感(gan)應電(dian)流，最(zui)后(hou)產生旋轉(zhuan)(zhuan)磁場(chang)，這樣(yang)轉(zhuan)(zhuan)子(zi)就變成了一個電(dian)磁鐵，將(jiang)(jiang)跟隨定子(zi)磁場(chang)旋轉(zhuan)(zhuan)，所以轉(zhuan)(zhuan)子(zi)的轉(zhuan)(zhuan)速(su)必然＜定子(zi)的旋轉(zhuan)(zhuan)磁場(chang)，這樣(yang)才(cai)能(neng)切(qie)割磁感(gan)線。

即轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)子的異步轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)速＜同步轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)速，轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)子與定子磁場存在轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)速差(cha)，所以稱之為異步電機(ji)。

不同廠家生產的異(yi)步(bu)電機額定轉速略有差異(yi)，2極(ji)電機約2800+r/min，4極(ji)，6極(ji)，8極(ji)異(yi)步(bu)約為(wei)1400+,950+,700+。

異步電機空載(zai)時轉速高(gao)，有負載(zai)時轉速下降。

異步(bu)電(dian)動機結構(gou)簡單，維護方便，運行可靠價(jia)格便宜，得(de)到廣泛應(ying)用。

同步電機：

如(ru)果(guo)讓轉(zhuan)子(zi)速度=定子(zi)磁場旋(xuan)轉(zhuan)速度，就(jiu)成為了同(tong)步電機，此時(shi)就(jiu)需要(yao)把定子(zi)變成一個(ge)電磁鐵(tie)或永磁鐵(tie)，即(ji)(ji)給定子(zi)通(tong)電，此時(shi)不(bu)需要(yao)再切割磁感線就(jiu)能旋(xuan)轉(zhuan)，旋(xuan)轉(zhuan)速度與磁場旋(xuan)轉(zhuan)速度相同(tong)，即(ji)(ji)形成同(tong)步電機。      

同步電(dian)機轉子(zi)結構比異步電(dian)機復(fu)雜，價格高，在生產生活(huo)中應用(yong)不(bu)如異步電(dian)機廣泛，主要用(yong)作發電(dian)機上，現在火(huo)電(dian)站(zhan)，水電(dian)站(zhan)、汽輪機、水輪機基本都是同步電(dian)機。

異步電(dian)(dian)機(ji)的調(diao)速：理論(lun)上異步電(dian)(dian)動(dong)機(ji)控(kong)制(zhi)交流(liu)電(dian)(dian)頻(pin)率、電(dian)(dian)壓、或者轉子的電(dian)(dian)阻、電(dian)(dian)機(ji)的磁(ci)極(ji)分(fen)布(bu)都可以調(diao)速，但是實際上實現(xian)無極(ji)調(diao)速用調(diao)節(jie)頻(pin)率和電(dian)(dian)壓的方法實現(xian)。

由于(yu)調(diao)壓調(diao)速范圍不大(da)，一般只(zhi)能用(yong)在調(diao)速要求不高的場合，應用(yong)并不廣(guang)泛。      

 變(bian)頻(pin)調(diao)速：說到(dao)變(bian)頻(pin)，大家可能(neng)都(dou)聽說過。

變頻(pin)調(diao)速(su)的全(quan)稱是變壓(ya)變頻(pin)調(diao)速(su)（VVVF），也就是在(zai)改變頻(pin)率(lv)的時候改變電壓(ya)，這樣異步電動機的調(diao)速(su)范(fan)圍就足夠大(da)了。

變頻(pin)(pin)器可以分為兩個大類：交交變頻(pin)(pin)和交直交變頻(pin)(pin)。

交-交變頻：將交流電(dian)直接通(tong)過電(dian)力電(dian)子器件(jian)變換為另一個(ge)頻率的(de)交流電(dian)，更高輸出頻率不(bu)能超過輸入頻率的(de)一半，所以一般只用在低轉速、大容量的(de)系(xi)統中，可以省去龐大的(de)齒輪減速箱。

交-直-交變頻器將交流(liu)電(dian)(dian)先整流(liu)變成(cheng)直流(liu)，再通過逆變器變成(cheng)可控(kong)頻率和電(dian)(dian)壓的(de)交流(liu)，配合PWM技術，這種變頻器可以(yi)實現大(da)范圍的(de)變壓變頻。

對于電(dian)動汽車來(lai)(lai)講，異步電(dian)動機皮(pi)實(shi)耐用，過(guo)載(zai)能力強，控制算(suan)法又(you)如此成熟，完(wan)全可以拿(na)來(lai)(lai)用。

同步電機(ji)的(de)(de)調速(su)：同步機(ji)沒有轉差率，在結構確定(ding)的(de)(de)情況下，控制電壓不能改變轉速(su)，所以在變頻(pin)器出現之前，同步電動機(ji)是完(wan)全(quan)不能調速(su)的(de)(de)。

變頻器(qi)的(de)出(chu)現讓交流同步(bu)電(dian)動(dong)(dong)機(ji)(ji)也(ye)有了巨大的(de)調速(su)范圍，因其轉子也(ye)有獨立(li)勵磁（永磁體(ti)或(huo)者電(dian)勵磁），其調速(su)范圍要(yao)比異步(bu)電(dian)動(dong)(dong)機(ji)(ji)更寬，同步(bu)電(dian)動(dong)(dong)機(ji)(ji)煥發了新的(de)生機(ji)(ji)。       

同步電動機(ji)變壓變頻調(diao)(diao)速系統可以分為(wei)他控(kong)變頻調(diao)(diao)速和自控(kong)變頻調(diao)(diao)速。

對于他(ta)控變頻調速(su)，和異(yi)步(bu)(bu)電(dian)動(dong)機的變頻調速(su)類似，也可以根(gen)據其數學模型采用SVPWM等控制方式來實現控制，其性能還要(yao)優(you)于普通交流異(yi)步(bu)(bu)電(dian)動(dong)機。

自(zi)控變(bian)頻(pin)同(tong)步(bu)(bu)(bu)電(dian)動(dong)機(ji)(ji)在發(fa)展過程(cheng)中曾經有(you)多種名字(zi)，比(bi)如無換向(xiang)器電(dian)機(ji)(ji)；當采用(yong)(yong)永磁體(ti)且輸入三相(xiang)正(zheng)弦波(bo)(bo)時(shi)(shi)，可以(yi)(yi)稱為正(zheng)弦波(bo)(bo)永磁同(tong)步(bu)(bu)(bu)電(dian)動(dong)機(ji)(ji)；而如果輸入方波(bo)(bo)，那么就可以(yi)(yi)稱為梯形波(bo)(bo)永磁同(tong)步(bu)(bu)(bu)電(dian)動(dong)機(ji)(ji)，沒錯，這(zhe)就是(shi)類似(si)于(yu)之前說的的無刷(shua)直(zhi)流機(ji)(ji)（BLDM），大家是(shi)不(bu)是(shi)感(gan)覺饒了個大圈(quan)有(you)轉回(hui)去了，但(dan)是(shi)你(ni)現(xian)在對于(yu)變(bian)頻(pin)變(bian)速(su)的理解一定更深(shen)一步(bu)(bu)(bu)了，所以(yi)(yi)無刷(shua)直(zhi)流電(dian)機(ji)(ji)時(shi)(shi)采用(yong)(yong)直(zhi)流輸入，但(dan)是(shi)使(shi)用(yong)(yong)了同(tong)步(bu)(bu)(bu)電(dian)機(ji)(ji)的變(bian)頻(pin)技術（結(jie)構與(yu)永磁同(tong)步(bu)(bu)(bu)電(dian)機(ji)(ji)相(xiang)同(tong)），在Model3上就采用(yong)(yong)了直(zhi)流無刷(shua)電(dian)機(ji)(ji)。

單相(xiang)交(jiao)流異步電機(ji)——單相(xiang)交(jiao)流串勵電機(ji)（有(you)刷）

單相交(jiao)流(liu)串(chuan)勵電(dian)(dian)動機(ji)，俗(su)稱串(chuan)勵電(dian)(dian)機(ji)或通用(yong)電(dian)(dian)機(ji)(UniversalMotor國外叫(jiao)法，因交(jiao)直流(liu)通用(yong)而得名)，電(dian)(dian)樞繞組和勵磁繞組串(chuan)聯在一起工作。

單相串勵(li)電動機又叫做交直(zhi)流兩用(yong)串勵(li)電動機，它既可以使用(yong)交流電源工作(zuo)，也可以使用(yong)直(zhi)流電源工作(zuo)。

單(dan)相(xiang)串勵(li)電(dian)(dian)動(dong)機的(de)優(you)點是由于它轉速高、起動(dong)力矩(ju)大(da)、體積小、重量輕、不容易堵轉、適用電(dian)(dian)壓(ya)范圍(wei)很廣，可以用調壓(ya)的(de)方法來調速，簡單(dan)且(qie)易于實現。

因而在電(dian)(dian)動工具中得到(dao)廣泛的應用，如角磨機(ji)、手電(dian)(dian)鉆(zhan)等。

單(dan)(dan)相(xiang)串勵(li)電(dian)機(ji)的(de)(de)(de)結(jie)構同(tong)直流串勵(li)電(dian)機(ji)十(shi)分相(xiang)似(si)，主要的(de)(de)(de)區(qu)別在于單(dan)(dan)相(xiang)串勵(li)電(dian)機(ji)的(de)(de)(de)定子鐵心(xin)必須由硅鋼片疊壓而成，而直流的(de)(de)(de)磁極既可(ke)以(yi)由疊壓而成，又可(ke)以(yi)做成整體結(jie)構。

單相(xiang)串勵電(dian)機的調(diao)速(su)，大(da)多數采(cai)用調(diao)節電(dian)壓的方法，就是改(gai)變電(dian)動勢。

單相串勵(li)電(dian)(dian)機(ji)的(de)電(dian)(dian)壓(ya)調速方法采用(yong)的(de)可控移相調壓(ya)，利用(yong)可控硅的(de)觸發電(dian)(dian)壓(ya)滯后于(yu)輸入電(dian)(dian)壓(ya)實現對輸入電(dian)(dian)壓(ya)的(de)移相觸發。

在實現方法(fa)上有(you)硬件(jian)和軟件(jian)方式。

采用調節電壓方(fang)法(fa)，采用可控硅(gui)調速(su)技術(shu)，具(ju)有線路簡(jian)單，元件體(ti)積小(xiao)等特點，是一種可控硅(gui)簡(jian)單有效的方(fang)法(fa)。

(a)交流電流變(bian)化曲線;

(b)電(dian)流為正(zheng)半波時，轉子的旋轉方向  

(c)電流為負半波時，轉子的旋轉方向

單(dan)相交(jiao)流異步電機——單(dan)相交(jiao)流鼠籠式電機（無刷）

單(dan)(dan)相電流通(tong)過(guo)電樞(shu)繞組時產生的是脈振磁(ci)場而不(bu)是旋(xuan)轉磁(ci)場，所以單(dan)(dan)相異步電動(dong)機不(bu)能(neng)自(zi)起動(dong)。

為(wei)了解決起動問題(ti)，單相交流供電(dian)的(de)異步電(dian)動機實際上往(wang)往(wang)做成兩相的(de)。

主繞組由單相電源直接供電；副繞組在(zai)空(kong)間上(shang)與(yu)主繞組差90°(電角(jiao)度，等于機(ji)械角(jiao)度被電動機(ji)磁(ci)極對數除)。

副繞組串聯電(dian)容或電(dian)阻后(hou)再接到單相交流電(dian)源，使其中通過的電(dian)流和主繞組中的電(dian)流有(you)一定的相位差。

使(shi)合(he)成(cheng)磁場(chang)成(cheng)橢圓形(xing)旋(xuan)轉磁場(chang)，甚至可(ke)能接近于圓形(xing)旋(xuan)轉磁場(chang)。

電動(dong)機因此獲得起動(dong)轉矩。

利(li)用(yong)電阻分相方法的(de)電動機價格低廉，例如副繞(rao)(rao)組用(yong)較細的(de)導(dao)線繞(rao)(rao)制即(ji)可(ke)，但分相效(xiao)果較差(cha)，且電阻上要消耗(hao)能量。

這(zhe)種電(dian)(dian)動(dong)機在(zai)起動(dong)并達到一定轉(zhuan)速后，通常(chang)由裝在(zai)電(dian)(dian)動(dong)機軸上的(de)離(li)心式開關將(jiang)副繞(rao)組自動(dong)切除，以減少電(dian)(dian)阻上的(de)損耗、提高運行效率。

一般用于(yu)起(qi)動轉矩(ju)要求不(bu)高的場合，如小型(xing)車床、小型(xing)電冰箱(xiang)等(deng)，缺點是(shi)不(bu)能調速速。

利(li)用電容分(fen)相，效(xiao)果較好(hao)，有(you)可能在電動機(ji)某一(yi)工(gong)(gong)作(zuo)點時，使(shi)電機(ji)合成磁場接(jie)近于圓形旋轉磁場，從而獲得較好(hao)的工(gong)(gong)作(zuo)特性(xing)。