無刷大渡口電機和(he)有刷(shua)電(dian)(dian)(dian)機(ji)有什么區別？同步電(dian)(dian)(dian)機(ji)和(he)異步電(dian)(dian)(dian)機(ji)有什么區別？伺(si)(si)服電(dian)(dian)(dian)機(ji)是(shi)否(fou)(fou)都是(shi)交(jiao)流電(dian)(dian)(dian)機(ji)？伺(si)(si)服電(dian)(dian)(dian)機(ji)是(shi)否(fou)(fou)都是(shi)同步電(dian)(dian)(dian)機(ji)？步進(jin)電(dian)(dian)(dian)機(ji)屬于直流電(dian)(dian)(dian)機(ji)還(huan)是(shi)交(jiao)流電(dian)(dian)(dian)機(ji)？舵機(ji)是(shi)否(fou)(fou)屬于伺(si)(si)服電(dian)(dian)(dian)機(ji)等等……

這(zhe)(zhe)些問題(ti)，很多老司機也不一定能完全(quan)解釋的清(qing)(qing)楚。針對這(zhe)(zhe)些問題(ti)，大家可以(yi)參考下(xia)面這(zhe)(zhe)篇文章學習，會對電機的分類、用法、優(you)缺點有更加清(qing)(qing)晰的理解。

讀過中學(xue)物理的學(xue)霸(ba)學(xue)渣(zha)都(dou)知道，為(wei)了研究通電導體在磁(ci)場受力(li)的那點事，我們把(ba)左手都(dou)練(lian)成了斷掌，這(zhe)也正(zheng)是直流電機(ji)的原理。

所(suo)有電(dian)(dian)機都是(shi)由定子和轉子組成，在(zai)直流電(dian)(dian)機中，為了讓(rang)轉子轉起來，需要不斷改(gai)變電(dian)(dian)流方向，否則轉子只(zhi)能轉半(ban)圈，這點就像自行(xing)車(che)腳踏板。所(suo)以直流電(dian)(dian)機需要換向器。

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

有刷(shua)(shua)電(dian)機(ji)又(you)稱直流(liu)電(dian)機(ji)或(huo)碳刷(shua)(shua)電(dian)機(ji)，常說(shuo)的直流(liu)電(dian)機(ji)就是指有刷(shua)(shua)直流(liu)電(dian)機(ji)，它采用機(ji)械換向(xiang)(xiang)，外(wai)部(bu)(bu)磁(ci)極不(bu)動(dong)內部(bu)(bu)線(xian)圈(電(dian)樞)動(dong)，換向(xiang)(xiang)器和轉子線(xian)圈一起(qi)旋轉，電(dian)刷(shua)(shua)和磁(ci)鐵(tie)都不(bu)動(dong)，于(yu)是換向(xiang)(xiang)器和電(dian)刷(shua)(shua)摩(mo)擦摩(mo)擦，完成電(dian)流(liu)方(fang)向(xiang)(xiang)的切(qie)換。

有刷電機缺點：

1、機械換向產生的(de)火花引起換向器和電刷摩擦、電磁干擾、噪聲大、壽命短。

2、可(ke)靠(kao)性(xing)差、故障多，需要經常(chang)維護(hu)。

3、由于換向器存在(zai)，限制了(le)轉子(zi)慣量，限制了(le)更高轉速，影響了(le)動態性能(neng)。

既然它(ta)這么多缺點(dian)為(wei)(wei)什么還被普遍應用(yong)，因為(wei)(wei)它(ta)扭(niu)力高、結構簡(jian)單容易維護（即換(huan)碳刷(shua)）、便宜。

無(wu)刷電(dian)(dian)機(ji)在(zai)某些領域也稱直流變頻電(dian)(dian)機(ji)（BLDC），它采用電(dian)(dian)子(zi)換向（霍爾傳感器），線(xian)圈(quan)(電(dian)(dian)樞)不動磁極動，此時永磁鐵(tie)可以(yi)在(zai)線(xian)圈(quan)外部(bu)也可以(yi)在(zai)線(xian)圈(quan)內部(bu)，于是(shi)有了外轉(zhuan)子(zi)無(wu)刷電(dian)(dian)機(ji)和內轉(zhuan)子(zi)無(wu)刷電(dian)(dian)機(ji)之(zhi)分(fen)。

無(wu)刷電(dian)機(ji)構(gou)造與永磁同步電(dian)機(ji)相同。

不過，單(dan)個(ge)的(de)無(wu)(wu)刷電機不是一套完整的(de)動(dong)力系統，無(wu)(wu)刷基(ji)本必須通過無(wu)(wu)刷控(kong)制器也就是電調的(de)控(kong)制才能實現連續(xu)不斷的(de)運轉。

真正決定(ding)其使用(yong)性能的還是(shi)無刷電子調速器（也(ye)就是(shi)電調）。

一(yi)般地，無刷電機(ji)的驅動電流有兩種(zhong)(zhong)，一(yi)種(zhong)(zhong)是方(fang)波，另(ling)一(yi)種(zhong)(zhong)是正弦波。

有時候把(ba)前一(yi)種(zhong)(zhong)叫直(zhi)流無刷電機(ji)(ji)，后一(yi)種(zhong)(zhong)叫交流伺(si)服電機(ji)(ji)，確切地(di)講是交流伺(si)服電動機(ji)(ji)的一(yi)種(zhong)(zhong)。（視頻傳送門(men)）

無刷電機(ji)的(de)運轉(zhuan)方式不同，有可以分為內(nei)轉(zhuan)子無刷電機(ji)和(he)外轉(zhuan)子無刷電機(ji)。

內轉子(zi)都是三相的 ，價格較貴。

外轉子(zi)通常使用的(de)是單相的(de)，價格親民，大批量(liang)生產已經接近(jin)碳(tan)刷電機，因此(ci)近(jin)年來得到廣泛應用。

外轉(zhuan)子三(san)相的(de)價格(ge)已經接近內轉(zhuan)子的(de)價格(ge)。 

嗯，猜都能(neng)猜到，有(you)刷(shua)(shua)電機(ji)的缺點就(jiu)是無刷(shua)(shua)電機(ji)的有(you)點。

它具(ju)有高效率(lv)、低能(neng)(neng)耗、低噪音(yin)、超長壽命、高可靠性、可伺(si)服控制、無(wu)級變頻調速(su)（可達很高轉(zhuan)速(su)）等優點，它相對(dui)比(bi)有刷直流電機(ji)(ji)體積小的多，控制比(bi)異步交流電機(ji)(ji)簡單，啟動轉(zhuan)矩(ju)大過載能(neng)(neng)力(li)強(qiang)，至于(yu)缺點嘛……就(jiu)是比(bi)有刷的貴、不(bu)好(hao)維護。

直流(liu)電機的調(diao)速(su)(su)：所謂調(diao)速(su)(su)，即通過調(diao)節電機轉速(su)(su)獲得所需(xu)扭矩。

直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)（有刷）電機通過調(diao)節(jie)電壓(ya)(ya)、串接電阻、改變(bian)勵磁都可以調(diao)速(su)，但是實際(ji)以調(diao)節(jie)電壓(ya)(ya)最為(wei)(wei)方便也最為(wei)(wei)常(chang)用，目前(qian)主要使用PWM調(diao)速(su)，PWM其實就是通過高速(su)的開(kai)關(guan)來實現直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)的調(diao)壓(ya)(ya)，一個周期(qi)內，開(kai)的時間長，平均電壓(ya)(ya)就高，關(guan)的時間長，平均電壓(ya)(ya)就低，調(diao)起來很方便，只要開(kai)關(guan)速(su)度(du)夠快，電網的諧波就少，且(qie)電流(liu)(liu)更為(wei)(wei)連續。

但是電(dian)刷(shua)和換(huan)向(xiang)(xiang)器長期磨損，同時在換(huan)向(xiang)(xiang)的(de)時候有巨大的(de)電(dian)流(liu)變化，非常容易(yi)產生火花，換(huan)向(xiang)(xiang)器和電(dian)刷(shua)限制了(le)直(zhi)流(liu)電(dian)動機的(de)容量和速(su)度，使(shi)得直(zhi)流(liu)電(dian)動機的(de)調速(su)遇(yu)到了(le)瓶(ping)頸。

對于(yu)無刷(shua)(shua)直流(liu)電(dian)機(ji)，調(diao)(diao)速的時候(hou)表面(mian)上(shang)只(zhi)控(kong)制了(le)輸入電(dian)壓(ya)，但電(dian)機(ji)的自(zi)控(kong)變頻(pin)調(diao)(diao)速系統（無刷(shua)(shua)直流(liu)電(dian)機(ji)本身自(zi)帶轉(zhuan)子(zi)位(wei)(wei)置(zhi)檢測器(qi)等轉(zhuan)子(zi)位(wei)(wei)置(zhi)信(xin)號(hao)獲(huo)取裝置(zhi)，使用此裝置(zhi)的轉(zhuan)子(zi)位(wei)(wei)置(zhi)信(xin)號(hao)來控(kong)制變壓(ya)變頻(pin)調(diao)(diao)速裝置(zhi)的換相時刻）自(zi)動根據變壓(ya)控(kong)制了(le)頻(pin)率，用起來和直流(liu)（有刷(shua)(shua)）電(dian)機(ji)幾乎一樣，非常方便。

由于(yu)轉子采用永(yong)磁體，不需(xu)要專門的(de)勵(li)磁繞組，在同(tong)等容量的(de)情況下，電(dian)機體積更(geng)(geng)小(xiao)，重量更(geng)(geng)輕，效率更(geng)(geng)高，結構更(geng)(geng)緊湊(cou)，運行更(geng)(geng)可靠，動態性(xing)能更(geng)(geng)好，在電(dian)動汽(qi)車的(de)驅(qu)動等方面都(dou)獲得了廣(guang)泛的(de)應用。

交(jiao)流電(dian)機(ji)(ji)分為同步(bu)電(dian)機(ji)(ji)和異步(bu)電(dian)機(ji)(ji)，同步(bu)電(dian)機(ji)(ji)多(duo)(duo)用于發(fa)電(dian)機(ji)(ji)，異步(bu)電(dian)機(ji)(ji)多(duo)(duo)用于電(dian)動機(ji)(ji)。

電機的(de)外(wai)殼是定子，定子上有三相對稱交流繞組，由(you)于三相電順序變化，形成一個旋轉(zhuan)的(de)合成磁場，磁場的(de)旋轉(zhuan)速度就(jiu)是同(tong)步(bu)轉(zhuan)速。

同步轉(zhuan)速(su)n=60f/p，f是頻(pin)率，p是極對(dui)數，比(bi)如對(dui)于(yu)接入電網50Hz的2極電動機（即極對(dui)數為1對(dui)），那(nei)么(me)轉(zhuan)速(su)n=60*50/1=3000r/min。

同理，4極(ji)，6極(ji)，8極(ji)電機同步轉(zhuan)速為1500，1000,750  。

異步(bu)電機(ji)機(ji)構簡單，轉子(zi)為閉(bi)合線圈，比(bi)如(ru)鼠籠(long)式。

轉(zhuan)子線圈將(jiang)切割(ge)旋(xuan)轉(zhuan)磁(ci)場(chang)(chang)，產生(sheng)(sheng)感(gan)應(ying)電(dian)(dian)動勢(shi)，進而(er)產生(sheng)(sheng)感(gan)應(ying)電(dian)(dian)流，最后產生(sheng)(sheng)旋(xuan)轉(zhuan)磁(ci)場(chang)(chang)，這樣(yang)(yang)轉(zhuan)子就變成了一(yi)個(ge)電(dian)(dian)磁(ci)鐵(tie)，將(jiang)跟隨定子磁(ci)場(chang)(chang)旋(xuan)轉(zhuan)，所以轉(zhuan)子的轉(zhuan)速必然＜定子的旋(xuan)轉(zhuan)磁(ci)場(chang)(chang)，這樣(yang)(yang)才能切割(ge)磁(ci)感(gan)線。

即轉子(zi)的異步轉速＜同步轉速，轉子(zi)與定子(zi)磁場存在轉速差(cha)，所以(yi)稱(cheng)之為(wei)異步電機(ji)。

不同廠(chang)家生產的異步電機額(e)定轉(zhuan)速(su)略(lve)有差(cha)異，2極電機約2800+r/min，4極，6極，8極異步約為1400+,950+,700+。

異步(bu)電機空載時(shi)轉速高，有負載時(shi)轉速下降。

異步電(dian)動機結構簡單(dan)，維護方便，運行可靠價格便宜，得到廣泛應用(yong)。

同步電機：

如果讓(rang)轉子速(su)度=定(ding)(ding)子磁場(chang)旋(xuan)(xuan)轉速(su)度，就(jiu)成為了同(tong)步(bu)電(dian)機(ji)，此時就(jiu)需(xu)要把(ba)定(ding)(ding)子變成一(yi)個(ge)電(dian)磁鐵或永磁鐵，即(ji)給定(ding)(ding)子通電(dian)，此時不需(xu)要再切割(ge)磁感線就(jiu)能旋(xuan)(xuan)轉，旋(xuan)(xuan)轉速(su)度與(yu)磁場(chang)旋(xuan)(xuan)轉速(su)度相(xiang)同(tong)，即(ji)形成同(tong)步(bu)電(dian)機(ji)。      

同步電(dian)(dian)機(ji)轉(zhuan)子結(jie)構比異步電(dian)(dian)機(ji)復雜，價(jia)格高，在(zai)生(sheng)產生(sheng)活中(zhong)應用(yong)不如異步電(dian)(dian)機(ji)廣泛(fan)，主(zhu)要(yao)用(yong)作發電(dian)(dian)機(ji)上(shang)，現在(zai)火電(dian)(dian)站(zhan)，水電(dian)(dian)站(zhan)、汽輪機(ji)、水輪機(ji)基本都是同步電(dian)(dian)機(ji)。

異步(bu)電機的(de)調(diao)速(su)：理論上異步(bu)電動(dong)機控制(zhi)交(jiao)流(liu)電頻率、電壓、或者(zhe)轉(zhuan)子的(de)電阻、電機的(de)磁極分布都可(ke)以調(diao)速(su)，但(dan)是實際上實現(xian)無極調(diao)速(su)用調(diao)節頻率和電壓的(de)方法(fa)實現(xian)。

由(you)于調壓調速范圍(wei)不(bu)大，一般(ban)只能用(yong)在調速要(yao)求(qiu)不(bu)高的場合，應用(yong)并(bing)不(bu)廣泛。      ;

 變頻調速：說到變頻，大(da)家可能都聽說過(guo)。

變(bian)頻調(diao)速的(de)(de)全稱是(shi)變(bian)壓變(bian)頻調(diao)速（VVVF），也就是(shi)在(zai)改(gai)變(bian)頻率的(de)(de)時候改(gai)變(bian)電(dian)壓，這(zhe)樣異步電(dian)動機的(de)(de)調(diao)速范(fan)圍(wei)就足夠(gou)大了。

變(bian)頻器可以(yi)分為兩(liang)個大類：交交變(bian)頻和交直交變(bian)頻。

交-交變(bian)頻：將交流電(dian)直接(jie)通過(guo)電(dian)力電(dian)子器(qi)件變(bian)換為另一個頻率(lv)(lv)的交流電(dian)，更(geng)高輸出頻率(lv)(lv)不(bu)能超過(guo)輸入頻率(lv)(lv)的一半(ban)，所以(yi)一般只用在低轉速(su)、大容量的系(xi)統中，可以(yi)省去龐大的齒輪減速(su)箱(xiang)。

交-直-交變(bian)頻器將交流電(dian)先整流變(bian)成(cheng)直流，再通過逆變(bian)器變(bian)成(cheng)可(ke)控頻率和電(dian)壓的(de)交流，配合PWM技術，這(zhe)種變(bian)頻器可(ke)以(yi)實(shi)現大(da)范圍的(de)變(bian)壓變(bian)頻。

對于電動汽車(che)來講，異步(bu)電動機皮實耐用，過載能(neng)力強，控制算法又如此成熟(shu)，完全可以(yi)拿來用。

同(tong)步(bu)電機的(de)調(diao)速(su)：同(tong)步(bu)機沒有(you)轉差率，在(zai)結構確定(ding)的(de)情況下(xia)，控制電壓不能改(gai)變轉速(su)，所以在(zai)變頻(pin)器出現之(zhi)前(qian)，同(tong)步(bu)電動機是(shi)完全不能調(diao)速(su)的(de)。

變頻(pin)器的(de)出(chu)現讓交流同(tong)步電(dian)(dian)動機也(ye)有了(le)巨大的(de)調(diao)速(su)范圍，因其(qi)轉(zhuan)子也(ye)有獨(du)立勵(li)磁（永磁體或者電(dian)(dian)勵(li)磁），其(qi)調(diao)速(su)范圍要比異步電(dian)(dian)動機更寬(kuan)，同(tong)步電(dian)(dian)動機煥發(fa)了(le)新的(de)生機。       

同(tong)步(bu)電動(dong)機變壓變頻(pin)調(diao)(diao)速(su)(su)系(xi)統可以分為他(ta)控變頻(pin)調(diao)(diao)速(su)(su)和自控變頻(pin)調(diao)(diao)速(su)(su)。

對(dui)于(yu)他控(kong)變頻調(diao)速，和異(yi)步(bu)電動機的變頻調(diao)速類似，也可(ke)以根(gen)據其(qi)數(shu)學模型(xing)采用SVPWM等控(kong)制(zhi)方式來實現控(kong)制(zhi)，其(qi)性能(neng)還要(yao)優于(yu)普(pu)通交流異(yi)步(bu)電動機。

自控變頻同(tong)步(bu)(bu)(bu)電(dian)動機(ji)在發展過程中(zhong)曾經有多種名(ming)字，比如無(wu)換向器(qi)電(dian)機(ji)；當采(cai)用(yong)永磁體且輸入三相正弦波時，可以稱為正弦波永磁同(tong)步(bu)(bu)(bu)電(dian)動機(ji)；而如果輸入方波，那么就(jiu)(jiu)可以稱為梯形波永磁同(tong)步(bu)(bu)(bu)電(dian)動機(ji)，沒錯，這(zhe)就(jiu)(jiu)是(shi)類(lei)似(si)于(yu)之前說的(de)的(de)無(wu)刷(shua)直流(liu)(liu)機(ji)（BLDM），大家是(shi)不是(shi)感覺饒了(le)個(ge)大圈(quan)有轉(zhuan)回去了(le)，但是(shi)你現在對于(yu)變頻變速的(de)理解一(yi)定更深(shen)一(yi)步(bu)(bu)(bu)了(le)，所以無(wu)刷(shua)直流(liu)(liu)電(dian)機(ji)時采(cai)用(yong)直流(liu)(liu)輸入，但是(shi)使用(yong)了(le)同(tong)步(bu)(bu)(bu)電(dian)機(ji)的(de)變頻技(ji)術（結構與永磁同(tong)步(bu)(bu)(bu)電(dian)機(ji)相同(tong)），在Model3上就(jiu)(jiu)采(cai)用(yong)了(le)直流(liu)(liu)無(wu)刷(shua)電(dian)機(ji)。

單相交流異(yi)步電(dian)機——單相交流串勵電(dian)機（有刷）

單(dan)相交流串勵(li)電(dian)(dian)動機(ji)，俗稱串勵(li)電(dian)(dian)機(ji)或(huo)通(tong)用電(dian)(dian)機(ji)(UniversalMotor國外(wai)叫法，因交直流通(tong)用而(er)得名)，電(dian)(dian)樞繞組和(he)勵(li)磁(ci)繞組串聯在(zai)一起工(gong)作。

單相串勵電(dian)動(dong)機又叫做交(jiao)直(zhi)流(liu)兩用串勵電(dian)動(dong)機，它既(ji)可以(yi)使用交(jiao)流(liu)電(dian)源工作(zuo)，也可以(yi)使用直(zhi)流(liu)電(dian)源工作(zuo)。

單相(xiang)串勵電動機的(de)優(you)點是由于它轉速高(gao)、起動力(li)矩(ju)大、體積小、重量輕、不容(rong)易堵轉、適(shi)用電壓(ya)范圍很廣，可以(yi)用調壓(ya)的(de)方法來調速，簡單且易于實現。

因而(er)在電動(dong)工具(ju)中得到廣泛(fan)的應用(yong)，如角(jiao)磨(mo)機、手電鉆等。

單(dan)相(xiang)(xiang)串勵(li)電機的結構同直流串勵(li)電機十分(fen)相(xiang)(xiang)似，主要的區別在于單(dan)相(xiang)(xiang)串勵(li)電機的定子鐵心必須由硅(gui)鋼片疊壓(ya)而(er)成(cheng)(cheng)(cheng)，而(er)直流的磁極既可以由疊壓(ya)而(er)成(cheng)(cheng)(cheng)，又(you)可以做(zuo)成(cheng)(cheng)(cheng)整體結構。

單相串勵(li)電機的調(diao)速，大(da)多數采用調(diao)節電壓的方法，就是改變電動勢。

單相(xiang)串勵電機的(de)(de)電壓(ya)(ya)調速方法采用的(de)(de)可控(kong)移相(xiang)調壓(ya)(ya)，利用可控(kong)硅的(de)(de)觸(chu)發電壓(ya)(ya)滯后于輸入電壓(ya)(ya)實現對輸入電壓(ya)(ya)的(de)(de)移相(xiang)觸(chu)發。

在實現方法上有硬件和軟(ruan)件方式。

采(cai)用調(diao)節(jie)電壓(ya)方法，采(cai)用可控硅(gui)調(diao)速(su)技(ji)術，具有線路簡單，元件體積小等特點，是一種可控硅(gui)簡單有效(xiao)的方法。

(a)交流電流變(bian)化曲(qu)線;

(b)電流為正半波時，轉(zhuan)子的旋(xuan)轉(zhuan)方向(xiang)  

(c)電流為負半波時，轉(zhuan)子的旋轉(zhuan)方向(xiang)

單(dan)相交流異步電(dian)(dian)機——單(dan)相交流鼠籠式電(dian)(dian)機（無刷）

單相電流通過電樞繞組時產生(sheng)的是(shi)脈振磁(ci)(ci)場而不是(shi)旋轉磁(ci)(ci)場，所以單相異步電動(dong)機不能(neng)自起動(dong)。

為了(le)解決起(qi)動問題，單相交(jiao)流供電(dian)的異(yi)步電(dian)動機實(shi)際上往往做成兩相的。

主(zhu)繞(rao)組由(you)單(dan)相電源(yuan)直(zhi)接供電；副(fu)繞(rao)組在空間上(shang)與主(zhu)繞(rao)組差90°(電角度，等(deng)于機(ji)械(xie)角度被電動機(ji)磁(ci)極對數除)。

副繞組串(chuan)聯(lian)電(dian)容(rong)或電(dian)阻后再接到單相交流(liu)電(dian)源，使其(qi)中(zhong)(zhong)通過的(de)電(dian)流(liu)和(he)主繞組中(zhong)(zhong)的(de)電(dian)流(liu)有一定的(de)相位差。

使合成磁場(chang)成橢圓形旋轉磁場(chang)，甚至(zhi)可能接(jie)近于圓形旋轉磁場(chang)。

電(dian)動機(ji)因此(ci)獲得起動轉矩。

利用電(dian)阻分相(xiang)方法的電(dian)動機(ji)價格低廉(lian)，例如副繞組用較(jiao)細(xi)的導線繞制即可，但分相(xiang)效果(guo)較(jiao)差，且電(dian)阻上要消耗能量。

這(zhe)種(zhong)電(dian)動(dong)機(ji)在(zai)起動(dong)并達(da)到一定轉速后，通(tong)常由裝在(zai)電(dian)動(dong)機(ji)軸上的(de)離心式開關將(jiang)副繞組自(zi)動(dong)切除，以減(jian)少電(dian)阻上的(de)損耗、提高運行效率。

一般用于起動轉矩(ju)要求不(bu)高(gao)的場(chang)合，如小(xiao)型車床、小(xiao)型電(dian)冰(bing)箱等，缺點是不(bu)能調速速。

利用電容分相，效(xiao)果較好(hao)，有(you)可能在電動機某一工(gong)作點時(shi)，使(shi)電機合成磁場(chang)接近(jin)于圓(yuan)形旋轉磁場(chang)，從而獲得較好(hao)的工(gong)作特性。