無刷朝陽電機和有刷電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)有什(shen)么區別？同步(bu)電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)和異(yi)步(bu)電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)有什(shen)么區別？伺(si)服電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)是否都(dou)是交(jiao)流(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)？伺(si)服電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)是否都(dou)是同步(bu)電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)？步(bu)進(jin)電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)屬于直流(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)還是交(jiao)流(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)？舵機(ji)(ji)(ji)是否屬于伺(si)服電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)等等……

這些問題(ti)(ti)，很(hen)多老司機也不(bu)一定能(neng)完全解(jie)釋的(de)清(qing)楚(chu)。針對這些問題(ti)(ti)，大(da)家可以參考下面(mian)這篇文(wen)章學習，會對電機的(de)分類、用法、優缺點(dian)有(you)更(geng)加清(qing)晰的(de)理解(jie)。

讀(du)過中學物(wu)理的(de)學霸(ba)學渣(zha)都知(zhi)道，為了(le)研(yan)究通電導體(ti)在(zai)磁場受(shou)力的(de)那點事，我們把左手都練成了(le)斷(duan)掌，這也(ye)正是直流電機的(de)原理。

所(suo)(suo)有(you)電(dian)機(ji)都是由定子和轉子組(zu)成，在直(zhi)流電(dian)機(ji)中，為了(le)讓(rang)轉子轉起(qi)來，需要不斷改變電(dian)流方向(xiang)(xiang)，否則轉子只能轉半圈，這點就像自行車(che)腳踏板。所(suo)(suo)以直(zhi)流電(dian)機(ji)需要換向(xiang)(xiang)器。

廣義的直流電(dian)機(ji)包括有刷電(dian)機(ji)和(he)無刷電(dian)機(ji)。

有(you)(you)刷(shua)電(dian)(dian)機(ji)又稱直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)電(dian)(dian)機(ji)或碳刷(shua)電(dian)(dian)機(ji)，常說的(de)直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)電(dian)(dian)機(ji)就是指(zhi)有(you)(you)刷(shua)直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)電(dian)(dian)機(ji)，它采用(yong)機(ji)械換向(xiang)，外部磁極(ji)不動內部線圈(電(dian)(dian)樞)動，換向(xiang)器(qi)(qi)和轉(zhuan)子線圈一起旋(xuan)轉(zhuan)，電(dian)(dian)刷(shua)和磁鐵都(dou)不動，于是換向(xiang)器(qi)(qi)和電(dian)(dian)刷(shua)摩(mo)擦摩(mo)擦，完成電(dian)(dian)流(liu)(liu)方向(xiang)的(de)切換。

有刷電機缺點：

1、機械換向(xiang)產(chan)生的火花引起換向(xiang)器和電刷摩(mo)擦、電磁(ci)干擾、噪聲大、壽命短。

2、可靠性差、故障多，需要經常維護。

3、由于(yu)換(huan)向器(qi)存(cun)在，限制了(le)(le)轉子(zi)慣量，限制了(le)(le)更高轉速(su)，影響了(le)(le)動(dong)態性能。

既然它這么多缺(que)點為什么還(huan)被普遍應(ying)用，因為它扭力高、結(jie)構簡單容(rong)易維護（即換碳刷(shua)）、便宜。

無刷電(dian)(dian)(dian)機在某些(xie)領域也稱直流變頻電(dian)(dian)(dian)機（BLDC），它采用電(dian)(dian)(dian)子換向(xiang)（霍爾傳感器），線圈(電(dian)(dian)(dian)樞)不(bu)動磁極(ji)動，此時永磁鐵可(ke)以在線圈外部也可(ke)以在線圈內(nei)部，于是有(you)了外轉(zhuan)(zhuan)子無刷電(dian)(dian)(dian)機和內(nei)轉(zhuan)(zhuan)子無刷電(dian)(dian)(dian)機之分。

無刷電(dian)機(ji)構造(zao)與永磁同(tong)(tong)步電(dian)機(ji)相(xiang)同(tong)(tong)。

不過，單個的無刷(shua)電機不是一套完整的動(dong)力系統，無刷(shua)基本必須通過無刷(shua)控制器也就是電調的控制才能實現連續不斷(duan)的運轉(zhuan)。

真正決定其使用性能的還是無刷電子調速器（也(ye)就是電調）。

一(yi)般地，無刷電機的驅(qu)動(dong)電流(liu)有兩種，一(yi)種是方波(bo)，另一(yi)種是正弦波(bo)。

有時候(hou)把前一種(zhong)叫(jiao)直(zhi)流無刷電(dian)機(ji)(ji)，后(hou)一種(zhong)叫(jiao)交(jiao)流伺服(fu)電(dian)機(ji)(ji)，確切(qie)地講是交(jiao)流伺服(fu)電(dian)動機(ji)(ji)的一種(zhong)。（視頻傳送門）

無(wu)刷電(dian)機(ji)的運轉方式(shi)不(bu)同，有可以分為內轉子無(wu)刷電(dian)機(ji)和外轉子無(wu)刷電(dian)機(ji)。

內轉子都(dou)是(shi)三(san)相的(de) ，價格較貴(gui)。

外轉子通常(chang)使用的(de)(de)是單(dan)相的(de)(de)，價格親民，大批量生產已(yi)經接近碳刷電機，因此近年來得到廣泛應用。

外轉子三相的價格已(yi)經(jing)接近(jin)內(nei)轉子的價格。 

嗯，猜都(dou)能(neng)猜到(dao)，有刷電(dian)機(ji)的(de)缺(que)點就(jiu)是無刷電(dian)機(ji)的(de)有點。

它(ta)具有高(gao)效率、低能耗、低噪音、超長壽命、高(gao)可靠性、可伺服控(kong)制(zhi)、無級變頻調(diao)速（可達(da)很高(gao)轉(zhuan)速）等優點，它(ta)相對比(bi)有刷(shua)直流電(dian)機(ji)體積小的多，控(kong)制(zhi)比(bi)異步交流電(dian)機(ji)簡單(dan)，啟(qi)動轉(zhuan)矩大過載能力(li)強，至于缺(que)點嘛(ma)……就是比(bi)有刷(shua)的貴、不好維(wei)護。

直流電(dian)機的調(diao)速(su)：所(suo)謂調(diao)速(su)，即(ji)通過調(diao)節電(dian)機轉速(su)獲得所(suo)需扭矩。

直(zhi)流(liu)（有(you)刷）電(dian)(dian)機通過調節(jie)電(dian)(dian)壓、串接電(dian)(dian)阻、改變勵(li)磁都可以(yi)調速，但是(shi)實(shi)際以(yi)調節(jie)電(dian)(dian)壓最為方便也最為常用，目前主要(yao)使(shi)用PWM調速，PWM其實(shi)就(jiu)是(shi)通過高(gao)速的開關(guan)來實(shi)現直(zhi)流(liu)的調壓，一個周(zhou)期內，開的時間(jian)長，平均(jun)電(dian)(dian)壓就(jiu)高(gao)，關(guan)的時間(jian)長，平均(jun)電(dian)(dian)壓就(jiu)低，調起來很方便，只(zhi)要(yao)開關(guan)速度夠快，電(dian)(dian)網的諧(xie)波就(jiu)少(shao)，且(qie)電(dian)(dian)流(liu)更為連續。

但是電(dian)刷和(he)換向器長期磨(mo)損，同(tong)時(shi)在換向的(de)時(shi)候(hou)有巨大的(de)電(dian)流(liu)變化，非常容(rong)易產生火花，換向器和(he)電(dian)刷限(xian)制了直流(liu)電(dian)動機(ji)的(de)容(rong)量和(he)速度(du)，使(shi)得(de)直流(liu)電(dian)動機(ji)的(de)調速遇(yu)到(dao)了瓶(ping)頸。

對(dui)于無刷(shua)直流(liu)電(dian)(dian)機(ji)，調速(su)的(de)(de)時候表(biao)面(mian)上只控制了輸入電(dian)(dian)壓(ya)(ya)，但電(dian)(dian)機(ji)的(de)(de)自控變(bian)頻調速(su)系統（無刷(shua)直流(liu)電(dian)(dian)機(ji)本身自帶轉(zhuan)子位置(zhi)檢(jian)測器等(deng)轉(zhuan)子位置(zhi)信號獲(huo)取裝置(zhi)，使用(yong)此裝置(zhi)的(de)(de)轉(zhuan)子位置(zhi)信號來控制變(bian)壓(ya)(ya)變(bian)頻調速(su)裝置(zhi)的(de)(de)換相時刻）自動(dong)根據變(bian)壓(ya)(ya)控制了頻率，用(yong)起來和直流(liu)（有刷(shua)）電(dian)(dian)機(ji)幾乎一(yi)樣，非常方(fang)便。

由于轉(zhuan)子采(cai)用(yong)永磁體，不需(xu)要專門(men)的勵磁繞組，在同(tong)等容量的情況下，電機體積更(geng)(geng)(geng)小，重量更(geng)(geng)(geng)輕，效(xiao)率更(geng)(geng)(geng)高，結構更(geng)(geng)(geng)緊(jin)湊，運行更(geng)(geng)(geng)可(ke)靠(kao)，動(dong)(dong)態性能更(geng)(geng)(geng)好(hao)，在電動(dong)(dong)汽車(che)的驅(qu)動(dong)(dong)等方(fang)面(mian)都獲得了廣(guang)泛的應用(yong)。

交流電機(ji)分(fen)為同步(bu)電機(ji)和異步(bu)電機(ji)，同步(bu)電機(ji)多用(yong)于(yu)(yu)發電機(ji)，異步(bu)電機(ji)多用(yong)于(yu)(yu)電動機(ji)。

電(dian)機(ji)的外殼是(shi)定子(zi)，定子(zi)上有三(san)相對稱交(jiao)流繞組，由于三(san)相電(dian)順序變化，形成一個(ge)旋(xuan)轉(zhuan)的合成磁(ci)場(chang)，磁(ci)場(chang)的旋(xuan)轉(zhuan)速(su)度就是(shi)同步(bu)轉(zhuan)速(su)。

同步轉速n=60f/p，f是(shi)頻率，p是(shi)極(ji)對(dui)數，比如對(dui)于(yu)接(jie)入電網50Hz的2極(ji)電動機（即極(ji)對(dui)數為(wei)1對(dui)），那么(me)轉速n=60*50/1=3000r/min。

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

異步電(dian)機機構簡單，轉子為閉合(he)線圈，比(bi)如(ru)鼠籠式。

轉(zhuan)子(zi)(zi)線(xian)圈將切割旋(xuan)轉(zhuan)磁場，產生(sheng)感應(ying)電動(dong)勢，進而(er)產生(sheng)感應(ying)電流，最后產生(sheng)旋(xuan)轉(zhuan)磁場，這(zhe)樣(yang)轉(zhuan)子(zi)(zi)就變成了一個電磁鐵，將跟隨(sui)定(ding)子(zi)(zi)磁場旋(xuan)轉(zhuan)，所以轉(zhuan)子(zi)(zi)的(de)轉(zhuan)速(su)必(bi)然＜定(ding)子(zi)(zi)的(de)旋(xuan)轉(zhuan)磁場，這(zhe)樣(yang)才能(neng)切割磁感線(xian)。

即轉(zhuan)(zhuan)子(zi)的異(yi)步(bu)轉(zhuan)(zhuan)速(su)＜同步(bu)轉(zhuan)(zhuan)速(su)，轉(zhuan)(zhuan)子(zi)與定(ding)子(zi)磁場(chang)存在轉(zhuan)(zhuan)速(su)差，所(suo)以稱之為(wei)異(yi)步(bu)電機。

不同廠(chang)家生產的異步電(dian)(dian)機(ji)額定轉速略有差異，2極(ji)電(dian)(dian)機(ji)約2800+r/min，4極(ji)，6極(ji)，8極(ji)異步約為(wei)1400+,950+,700+。

異步電機空載時(shi)轉速(su)高，有負載時(shi)轉速(su)下降(jiang)。

異步電動機結(jie)構簡單，維護方便(bian)，運(yun)行可(ke)靠價格便(bian)宜，得到廣(guang)泛應用。

同步電機：

如果(guo)讓轉(zhuan)(zhuan)子(zi)速度(du)=定子(zi)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場旋轉(zhuan)(zhuan)速度(du)，就成為了同(tong)步(bu)電(dian)機，此時就需要把(ba)定子(zi)變成一個電(dian)磁(ci)(ci)(ci)(ci)鐵或永磁(ci)(ci)(ci)(ci)鐵，即(ji)(ji)給定子(zi)通(tong)電(dian)，此時不需要再切割磁(ci)(ci)(ci)(ci)感線就能旋轉(zhuan)(zhuan)，旋轉(zhuan)(zhuan)速度(du)與磁(ci)(ci)(ci)(ci)場旋轉(zhuan)(zhuan)速度(du)相同(tong)，即(ji)(ji)形(xing)成同(tong)步(bu)電(dian)機。      

同步電機(ji)轉子(zi)結構(gou)比異(yi)步電機(ji)復雜，價(jia)格高，在(zai)生產(chan)生活中應用不如異(yi)步電機(ji)廣泛(fan)，主要用作發電機(ji)上，現在(zai)火電站，水電站、汽(qi)輪機(ji)、水輪機(ji)基本都(dou)是同步電機(ji)。

異步電(dian)機的調(diao)(diao)(diao)速(su)：理論上異步電(dian)動機控(kong)制交流電(dian)頻率(lv)、電(dian)壓(ya)、或者轉子的電(dian)阻、電(dian)機的磁極(ji)分布都可以調(diao)(diao)(diao)速(su)，但是實際上實現無極(ji)調(diao)(diao)(diao)速(su)用調(diao)(diao)(diao)節頻率(lv)和電(dian)壓(ya)的方法(fa)實現。

由于(yu)調壓調速(su)范圍(wei)不(bu)大，一般只(zhi)能用(yong)在調速(su)要求不(bu)高的場合，應用(yong)并不(bu)廣(guang)泛(fan)。      

 變頻(pin)調速：說到變頻(pin)，大(da)家可能(neng)都聽(ting)說過。

變(bian)(bian)頻調(diao)速(su)的全稱是變(bian)(bian)壓變(bian)(bian)頻調(diao)速(su)（VVVF），也(ye)就是在改變(bian)(bian)頻率的時候(hou)改變(bian)(bian)電壓，這樣異步電動機的調(diao)速(su)范圍就足(zu)夠大了。

變頻(pin)(pin)器可以分為(wei)兩個大(da)類(lei)：交(jiao)交(jiao)變頻(pin)(pin)和交(jiao)直交(jiao)變頻(pin)(pin)。

交(jiao)-交(jiao)變頻：將(jiang)交(jiao)流電(dian)直接(jie)通過(guo)電(dian)力電(dian)子器件變換為(wei)另一個(ge)頻率(lv)的(de)(de)交(jiao)流電(dian)，更高輸出頻率(lv)不能超過(guo)輸入頻率(lv)的(de)(de)一半，所以一般(ban)只用(yong)在低(di)轉速(su)、大(da)(da)容量的(de)(de)系(xi)統中，可以省(sheng)去(qu)龐大(da)(da)的(de)(de)齒輪(lun)減速(su)箱。

交(jiao)-直-交(jiao)變頻器將交(jiao)流電(dian)先整流變成直流，再通過逆變器變成可控頻率和電(dian)壓(ya)的交(jiao)流，配合PWM技術，這種變頻器可以實(shi)現大范圍的變壓(ya)變頻。

對于電動汽(qi)車來講，異步電動機皮實耐用，過(guo)載能力(li)強，控制算法又(you)如(ru)此成熟(shu)，完全可(ke)以(yi)拿來用。

同步電機的調速(su)：同步機沒有轉(zhuan)(zhuan)差率，在(zai)結(jie)構確定的情況下，控制電壓不(bu)能改變轉(zhuan)(zhuan)速(su)，所以在(zai)變頻器出現之前，同步電動機是完全(quan)不(bu)能調速(su)的。

變頻器的(de)(de)出(chu)現讓交流同步(bu)電動(dong)機(ji)(ji)也有(you)了巨大的(de)(de)調速范圍，因其轉(zhuan)子也有(you)獨(du)立(li)勵磁（永磁體或者(zhe)電勵磁），其調速范圍要比異步(bu)電動(dong)機(ji)(ji)更寬，同步(bu)電動(dong)機(ji)(ji)煥(huan)發了新的(de)(de)生機(ji)(ji)。       

同步電(dian)動(dong)機變(bian)壓變(bian)頻調(diao)速系統可以(yi)分為他(ta)控(kong)變(bian)頻調(diao)速和(he)自控(kong)變(bian)頻調(diao)速。

對于他控(kong)變(bian)頻(pin)(pin)調速(su)，和異(yi)步(bu)電動機(ji)的變(bian)頻(pin)(pin)調速(su)類似，也可以根(gen)據其數學模型(xing)采用SVPWM等(deng)控(kong)制方(fang)式來(lai)實現(xian)控(kong)制，其性能還要優于普通交流異(yi)步(bu)電動機(ji)。

自控變頻(pin)同(tong)步(bu)電(dian)(dian)(dian)(dian)動機在(zai)發(fa)展過程中曾經有(you)多種名字(zi)，比如無(wu)換向器電(dian)(dian)(dian)(dian)機；當采(cai)用(yong)永磁體(ti)且輸入三相正弦波時，可以稱為(wei)正弦波永磁同(tong)步(bu)電(dian)(dian)(dian)(dian)動機；而如果輸入方波，那么就(jiu)(jiu)可以稱為(wei)梯形(xing)波永磁同(tong)步(bu)電(dian)(dian)(dian)(dian)動機，沒錯(cuo)，這就(jiu)(jiu)是(shi)類似(si)于(yu)之前說(shuo)的(de)的(de)無(wu)刷直流機（BLDM），大(da)(da)家是(shi)不是(shi)感覺饒了(le)(le)個(ge)大(da)(da)圈有(you)轉(zhuan)回(hui)去了(le)(le)，但是(shi)你現在(zai)對于(yu)變頻(pin)變速的(de)理解一定更(geng)深(shen)一步(bu)了(le)(le)，所以無(wu)刷直流電(dian)(dian)(dian)(dian)機時采(cai)用(yong)直流輸入，但是(shi)使用(yong)了(le)(le)同(tong)步(bu)電(dian)(dian)(dian)(dian)機的(de)變頻(pin)技術（結構與永磁同(tong)步(bu)電(dian)(dian)(dian)(dian)機相同(tong)），在(zai)Model3上就(jiu)(jiu)采(cai)用(yong)了(le)(le)直流無(wu)刷電(dian)(dian)(dian)(dian)機。

單相(xiang)(xiang)交(jiao)流異(yi)步電機(ji)——單相(xiang)(xiang)交(jiao)流串勵電機(ji)（有刷(shua)）

單相交流串(chuan)勵(li)電動(dong)機(ji)，俗稱(cheng)串(chuan)勵(li)電機(ji)或(huo)通(tong)用電機(ji)(UniversalMotor國(guo)外叫法，因交直(zhi)流通(tong)用而得名)，電樞(shu)繞(rao)組和勵(li)磁繞(rao)組串(chuan)聯在(zai)一起工作。

單相串(chuan)勵電動機又叫做交直(zhi)流(liu)兩(liang)用串(chuan)勵電動機，它既可以使(shi)用交流(liu)電源工作，也可以使(shi)用直(zhi)流(liu)電源工作。

單(dan)相串(chuan)勵(li)電動機的優點是由于它轉(zhuan)速高、起動力矩大、體積小、重量輕、不(bu)容易堵轉(zhuan)、適用(yong)電壓范圍很廣，可以用(yong)調(diao)(diao)壓的方法來調(diao)(diao)速，簡單(dan)且易于實現(xian)。

因而在(zai)電動工具中得到廣泛的應用，如角磨機、手電鉆等。

單(dan)(dan)相串(chuan)勵電(dian)機(ji)的結(jie)構同直(zhi)流串(chuan)勵電(dian)機(ji)十分相似，主要的區別在(zai)于單(dan)(dan)相串(chuan)勵電(dian)機(ji)的定子鐵(tie)心必(bi)須(xu)由硅鋼片疊(die)壓(ya)而(er)成(cheng)，而(er)直(zhi)流的磁極既可(ke)以由疊(die)壓(ya)而(er)成(cheng)，又可(ke)以做成(cheng)整(zheng)體結(jie)構。

單相串勵電(dian)(dian)(dian)機(ji)的(de)調(diao)速，大多數采(cai)用調(diao)節電(dian)(dian)(dian)壓的(de)方法(fa)，就是改(gai)變電(dian)(dian)(dian)動勢。

單(dan)相(xiang)(xiang)串勵(li)電(dian)機(ji)的電(dian)壓(ya)調速方法采用(yong)的可控移(yi)相(xiang)(xiang)調壓(ya)，利用(yong)可控硅的觸發電(dian)壓(ya)滯后于輸入電(dian)壓(ya)實現對輸入電(dian)壓(ya)的移(yi)相(xiang)(xiang)觸發。

在實現方(fang)法上有硬件和軟件方(fang)式。

采(cai)用(yong)調(diao)節電(dian)壓方法，采(cai)用(yong)可控硅調(diao)速(su)技(ji)術，具有線路簡單(dan)，元(yuan)件體積小(xiao)等特點，是一種可控硅簡單(dan)有效的(de)方法。

(a)交流電流變(bian)化(hua)曲線;

(b)電流為正半波時，轉子的旋轉方向  

(c)電流(liu)為負半波時，轉子的旋轉方向

單相交流異步(bu)電機——單相交流鼠(shu)籠式電機（無刷）

單相電流通過電樞繞組時產生(sheng)的是(shi)脈振磁場而(er)不是(shi)旋轉磁場，所(suo)以(yi)單相異步電動(dong)機不能(neng)自起動(dong)。

為了解(jie)決起動問題，單相交流供(gong)電的異步電動機實際上往往做成兩相的。

主繞(rao)組(zu)由(you)單相電源直接供(gong)電；副繞(rao)組(zu)在空間上與主繞(rao)組(zu)差(cha)90°(電角度(du)，等于機械角度(du)被電動機磁極(ji)對數除)。

副繞組串(chuan)聯電(dian)(dian)容(rong)或(huo)電(dian)(dian)阻后再接(jie)到單相交流(liu)電(dian)(dian)源，使其(qi)中(zhong)(zhong)通過的電(dian)(dian)流(liu)和主繞組中(zhong)(zhong)的電(dian)(dian)流(liu)有一定的相位差。

使合成(cheng)磁場(chang)成(cheng)橢(tuo)圓(yuan)形旋轉(zhuan)(zhuan)磁場(chang)，甚(shen)至(zhi)可能接近(jin)于圓(yuan)形旋轉(zhuan)(zhuan)磁場(chang)。

電動機因此(ci)獲得起動轉矩。

利用電阻分相方(fang)法的電動機價格低廉(lian)，例如副繞組(zu)用較細(xi)的導線繞制即(ji)可，但(dan)分相效果較差(cha)，且電阻上要消耗能量。

這種電動機在起動并達到一(yi)定(ding)轉(zhuan)速后，通(tong)常(chang)由裝在電動機軸上的離心式開關將副(fu)繞組自動切除(chu)，以減少電阻上的損耗、提高運行效率。

一般用于起動轉(zhuan)矩(ju)要求不高(gao)的(de)場合，如小型車床、小型電冰箱等，缺(que)點(dian)是不能(neng)調速(su)速(su)。

利用電容分(fen)相，效果(guo)較(jiao)好，有(you)可(ke)能在電動機某一工作點時，使電機合成磁場接近于(yu)圓(yuan)形旋(xuan)轉磁場，從而獲得較(jiao)好的工作特性。