無刷大興安嶺電機和有刷電(dian)機(ji)(ji)有什(shen)么(me)區(qu)別？同(tong)步電(dian)機(ji)(ji)和異步電(dian)機(ji)(ji)有什(shen)么(me)區(qu)別？伺(si)(si)(si)服(fu)電(dian)機(ji)(ji)是否都是交流電(dian)機(ji)(ji)？伺(si)(si)(si)服(fu)電(dian)機(ji)(ji)是否都是同(tong)步電(dian)機(ji)(ji)？步進(jin)電(dian)機(ji)(ji)屬于(yu)直(zhi)流電(dian)機(ji)(ji)還是交流電(dian)機(ji)(ji)？舵機(ji)(ji)是否屬于(yu)伺(si)(si)(si)服(fu)電(dian)機(ji)(ji)等等……

這(zhe)些問題，很多老(lao)司機也不一定能完全解釋的(de)清(qing)楚。針對這(zhe)些問題，大家(jia)可以參考下面這(zhe)篇文章學習，會對電機的(de)分類、用法、優缺(que)點有更(geng)加清(qing)晰的(de)理解。

讀(du)過中學物理的(de)學霸學渣都知(zhi)道，為(wei)了研究通電導體在磁場受力的(de)那點事，我們把左手都練成了斷掌，這也正是直(zhi)流(liu)電機的(de)原理。

所有電(dian)機都是由定子和轉(zhuan)子組成，在直流(liu)電(dian)機中，為了讓轉(zhuan)子轉(zhuan)起來，需要不斷改(gai)變電(dian)流(liu)方向(xiang)，否則轉(zhuan)子只(zhi)能轉(zhuan)半圈，這點就(jiu)像自行(xing)車腳踏(ta)板(ban)。所以直流(liu)電(dian)機需要換向(xiang)器。

廣義的直流(liu)電機(ji)包括(kuo)有刷電機(ji)和無刷電機(ji)。

有(you)刷電機(ji)(ji)又稱直流電機(ji)(ji)或(huo)碳(tan)刷電機(ji)(ji)，常說的(de)直流電機(ji)(ji)就是(shi)指有(you)刷直流電機(ji)(ji)，它(ta)采用(yong)機(ji)(ji)械換向(xiang)(xiang)，外部磁極不動內部線圈(電樞)動，換向(xiang)(xiang)器和(he)轉子(zi)線圈一起旋轉，電刷和(he)磁鐵都不動，于是(shi)換向(xiang)(xiang)器和(he)電刷摩擦(ca)摩擦(ca)，完成電流方向(xiang)(xiang)的(de)切(qie)換。

有刷電機缺點：

1、機械換(huan)向產生(sheng)的火(huo)花引(yin)起換(huan)向器和電刷摩擦、電磁(ci)干擾、噪聲大、壽(shou)命短(duan)。

2、可靠性差、故(gu)障多，需(xu)要經常維護(hu)。

3、由于換向器存在，限(xian)(xian)制了(le)轉(zhuan)子慣量(liang)，限(xian)(xian)制了(le)更高(gao)轉(zhuan)速(su)，影響了(le)動態性能。

既然它(ta)這么(me)多缺點為什(shen)么(me)還(huan)被普遍應用，因為它(ta)扭(niu)力高、結構簡單容易維護（即(ji)換(huan)碳刷）、便宜。

無(wu)刷(shua)電(dian)(dian)機(ji)在某些領(ling)域也稱直(zhi)流變頻(pin)電(dian)(dian)機(ji)（BLDC），它采用(yong)電(dian)(dian)子(zi)換向（霍爾傳感器(qi)），線(xian)圈(電(dian)(dian)樞(shu))不動磁極(ji)動，此時永磁鐵(tie)可(ke)以在線(xian)圈外部(bu)也可(ke)以在線(xian)圈內部(bu)，于(yu)是有了外轉(zhuan)子(zi)無(wu)刷(shua)電(dian)(dian)機(ji)和(he)內轉(zhuan)子(zi)無(wu)刷(shua)電(dian)(dian)機(ji)之(zhi)分。

無刷電機(ji)構(gou)造與永磁同步電機(ji)相同。

不過，單個(ge)的無刷(shua)電機不是一套(tao)完整的動力系(xi)統(tong)，無刷(shua)基本必(bi)須(xu)通(tong)過無刷(shua)控制(zhi)器(qi)也就是電調的控制(zhi)才能(neng)實(shi)現連續不斷的運轉。

真正決定其使用性能的還是無刷(shua)電子調速器（也(ye)就是電調）。

一(yi)般地(di)，無刷電機的驅動電流有兩種，一(yi)種是(shi)方波，另一(yi)種是(shi)正弦波。

有(you)時候把前一(yi)(yi)種叫(jiao)直流(liu)無刷電機(ji)，后一(yi)(yi)種叫(jiao)交(jiao)流(liu)伺(si)服電機(ji)，確(que)切地講(jiang)是交(jiao)流(liu)伺(si)服電動機(ji)的一(yi)(yi)種。（視頻傳送門）

無刷電機(ji)的運轉方式不同，有可以分為內轉子無刷電機(ji)和外轉子無刷電機(ji)。

內轉子都是三相的 ，價格較貴。

外轉子(zi)通常(chang)使用(yong)的是單相的，價格親民，大批(pi)量(liang)生(sheng)產已(yi)經接近碳(tan)刷電機，因(yin)此近年來得到廣泛應用(yong)。

外轉子(zi)三相的價(jia)格已經接近內轉子(zi)的價(jia)格。 

嗯，猜(cai)都能猜(cai)到，有(you)刷電(dian)機的缺點就是無(wu)刷電(dian)機的有(you)點。

它具有(you)(you)高效率(lv)、低能耗、低噪(zao)音、超長壽(shou)命、高可靠性、可伺服(fu)控制(zhi)、無級變頻調速（可達很高轉速）等(deng)優點(dian)，它相對比有(you)(you)刷直流(liu)電機體(ti)積小的多，控制(zhi)比異步交流(liu)電機簡單，啟動轉矩大過載能力(li)強(qiang)，至于缺(que)點(dian)嘛……就是比有(you)(you)刷的貴、不好維護。

直流(liu)電機的調(diao)(diao)速(su)：所(suo)謂調(diao)(diao)速(su)，即(ji)通過調(diao)(diao)節(jie)電機轉(zhuan)速(su)獲得所(suo)需扭矩(ju)。

直流(liu)（有刷）電(dian)機通過調(diao)節電(dian)壓(ya)(ya)、串接電(dian)阻、改變勵(li)磁(ci)都可以調(diao)速(su)(su)，但是實際以調(diao)節電(dian)壓(ya)(ya)最為方便(bian)也最為常用(yong)，目前主(zhu)要使用(yong)PWM調(diao)速(su)(su)，PWM其實就(jiu)是通過高速(su)(su)的(de)開關(guan)來(lai)實現直流(liu)的(de)調(diao)壓(ya)(ya)，一個周期內，開的(de)時間(jian)長(chang)，平(ping)均電(dian)壓(ya)(ya)就(jiu)高，關(guan)的(de)時間(jian)長(chang)，平(ping)均電(dian)壓(ya)(ya)就(jiu)低，調(diao)起來(lai)很方便(bian)，只(zhi)要開關(guan)速(su)(su)度夠快，電(dian)網的(de)諧波就(jiu)少，且電(dian)流(liu)更為連續。

但是電(dian)刷和(he)換(huan)向(xiang)器長期磨(mo)損，同時在換(huan)向(xiang)的時候有(you)巨大(da)的電(dian)流變化，非(fei)常容(rong)易產(chan)生(sheng)火花，換(huan)向(xiang)器和(he)電(dian)刷限制(zhi)了(le)直流電(dian)動機的容(rong)量和(he)速度(du)，使(shi)得直流電(dian)動機的調(diao)速遇到(dao)了(le)瓶頸。

對于無刷(shua)(shua)直(zhi)流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)機，調(diao)(diao)速(su)(su)的(de)時候表面上只控(kong)制(zhi)了(le)(le)輸入(ru)電(dian)(dian)壓，但電(dian)(dian)機的(de)自(zi)控(kong)變(bian)頻調(diao)(diao)速(su)(su)系統（無刷(shua)(shua)直(zhi)流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)機本(ben)身自(zi)帶轉(zhuan)子位(wei)置檢測(ce)器等轉(zhuan)子位(wei)置信(xin)號獲(huo)取裝(zhuang)置，使用(yong)此裝(zhuang)置的(de)轉(zhuan)子位(wei)置信(xin)號來控(kong)制(zhi)變(bian)壓變(bian)頻調(diao)(diao)速(su)(su)裝(zhuang)置的(de)換相時刻(ke)）自(zi)動根據變(bian)壓控(kong)制(zhi)了(le)(le)頻率，用(yong)起來和直(zhi)流(liu)(liu)(liu)（有刷(shua)(shua)）電(dian)(dian)機幾(ji)乎一樣，非(fei)常方便(bian)。

由于轉子采(cai)用永磁體，不需要(yao)專門的(de)(de)勵磁繞組，在(zai)同等容量(liang)的(de)(de)情(qing)況(kuang)下，電(dian)機體積更(geng)小(xiao)，重量(liang)更(geng)輕，效率更(geng)高，結(jie)構更(geng)緊湊，運行更(geng)可(ke)靠，動(dong)態性能更(geng)好(hao)，在(zai)電(dian)動(dong)汽(qi)車的(de)(de)驅動(dong)等方面都獲得了(le)廣泛的(de)(de)應用。

交流電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)分為同步(bu)電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)和異(yi)(yi)步(bu)電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)，同步(bu)電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)多用于(yu)發電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)，異(yi)(yi)步(bu)電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)多用于(yu)電(dian)(dian)動(dong)機(ji)(ji)(ji)。

電機的外殼是(shi)定(ding)子，定(ding)子上有三相對稱交流繞組，由(you)于三相電順序變(bian)化，形成一個(ge)旋轉(zhuan)的合成磁場(chang)，磁場(chang)的旋轉(zhuan)速度就是(shi)同步轉(zhuan)速。

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

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

異步電(dian)機(ji)機(ji)構簡(jian)單，轉子為(wei)閉合線圈，比如鼠籠式。

轉子線圈(quan)將(jiang)切割(ge)旋(xuan)(xuan)轉磁(ci)(ci)場(chang)，產生感應電(dian)(dian)動勢，進而產生感應電(dian)(dian)流，最后產生旋(xuan)(xuan)轉磁(ci)(ci)場(chang)，這(zhe)樣轉子就變成(cheng)了一個電(dian)(dian)磁(ci)(ci)鐵，將(jiang)跟隨(sui)定子磁(ci)(ci)場(chang)旋(xuan)(xuan)轉，所以轉子的轉速必然＜定子的旋(xuan)(xuan)轉磁(ci)(ci)場(chang)，這(zhe)樣才能切割(ge)磁(ci)(ci)感線。

即轉子的異步(bu)轉速＜同步(bu)轉速，轉子與(yu)定子磁場(chang)存在轉速差，所以(yi)稱之為異步(bu)電機(ji)。

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

異步電(dian)機空載(zai)時轉(zhuan)速高，有負載(zai)時轉(zhuan)速下(xia)降。

異步電動機結構簡單，維護方便，運行可靠價(jia)格(ge)便宜(yi)，得到廣泛(fan)應用。

同步電機：

如果讓轉子(zi)速度(du)=定(ding)子(zi)磁場旋(xuan)(xuan)轉速度(du)，就成(cheng)為了同步(bu)電(dian)(dian)(dian)機，此時就需要(yao)(yao)把定(ding)子(zi)變成(cheng)一個電(dian)(dian)(dian)磁鐵(tie)或永磁鐵(tie)，即給(gei)定(ding)子(zi)通電(dian)(dian)(dian)，此時不需要(yao)(yao)再切割磁感線就能旋(xuan)(xuan)轉，旋(xuan)(xuan)轉速度(du)與(yu)磁場旋(xuan)(xuan)轉速度(du)相同，即形(xing)成(cheng)同步(bu)電(dian)(dian)(dian)機。      

同步電機(ji)轉子結(jie)構比異步電機(ji)復雜(za)，價格(ge)高，在(zai)生(sheng)產(chan)生(sheng)活中(zhong)應用不(bu)如異步電機(ji)廣泛，主要(yao)用作發電機(ji)上，現在(zai)火電站，水(shui)電站、汽輪機(ji)、水(shui)輪機(ji)基本都是同步電機(ji)。

異(yi)(yi)步電(dian)(dian)機的(de)調(diao)速：理論上異(yi)(yi)步電(dian)(dian)動機控制交流電(dian)(dian)頻(pin)率(lv)、電(dian)(dian)壓、或(huo)者轉子(zi)的(de)電(dian)(dian)阻、電(dian)(dian)機的(de)磁(ci)極(ji)分(fen)布都可以調(diao)速，但(dan)是實際(ji)上實現無極(ji)調(diao)速用調(diao)節頻(pin)率(lv)和電(dian)(dian)壓的(de)方法實現。

由于調(diao)壓調(diao)速范圍不大，一般只能用在調(diao)速要求不高的場合，應用并不廣泛。    ;  

 變頻調速：說到變頻，大家可能(neng)都聽說過。

變(bian)頻(pin)調速(su)(su)的(de)全稱是變(bian)壓(ya)變(bian)頻(pin)調速(su)(su)（VVVF），也(ye)就(jiu)是在改(gai)變(bian)頻(pin)率(lv)的(de)時候(hou)改(gai)變(bian)電壓(ya)，這樣(yang)異步電動(dong)機的(de)調速(su)(su)范圍就(jiu)足夠(gou)大(da)了。

變頻器(qi)可以分(fen)為兩個大類：交(jiao)交(jiao)變頻和(he)交(jiao)直交(jiao)變頻。

交-交變頻(pin)：將交流電直接通過電力電子器件變換為另一個頻(pin)率的(de)交流電，更高輸出頻(pin)率不能超(chao)過輸入頻(pin)率的(de)一半，所以一般只用(yong)在(zai)低(di)轉速、大(da)容量的(de)系統中，可以省去(qu)龐大(da)的(de)齒輪減(jian)速箱。

交(jiao)-直-交(jiao)變頻(pin)(pin)器將交(jiao)流電先整流變成(cheng)直流，再通過逆(ni)變器變成(cheng)可(ke)控(kong)頻(pin)(pin)率和電壓(ya)的交(jiao)流，配合PWM技術，這種變頻(pin)(pin)器可(ke)以實現大范圍的變壓(ya)變頻(pin)(pin)。

對(dui)于電動汽車來講，異(yi)步電動機皮實耐用(yong)，過(guo)載能(neng)力強，控制算法又(you)如此成熟，完全(quan)可(ke)以拿來用(yong)。

同步(bu)電(dian)機的調(diao)速：同步(bu)機沒有轉差率，在(zai)結(jie)構確定(ding)的情況下(xia)，控制電(dian)壓不能改變轉速，所以在(zai)變頻(pin)器出(chu)現(xian)之前(qian)，同步(bu)電(dian)動機是完全不能調(diao)速的。

變頻(pin)器的(de)(de)出現讓交流同步(bu)電(dian)動機(ji)也(ye)有了巨(ju)大的(de)(de)調速(su)(su)范(fan)圍(wei)，因其轉子也(ye)有獨立勵磁(ci)（永磁(ci)體或者電(dian)勵磁(ci)），其調速(su)(su)范(fan)圍(wei)要(yao)比異(yi)步(bu)電(dian)動機(ji)更寬，同步(bu)電(dian)動機(ji)煥發了新的(de)(de)生機(ji)。       

同步(bu)電動機(ji)變(bian)壓變(bian)頻調速系統(tong)可以分為他(ta)控變(bian)頻調速和自(zi)控變(bian)頻調速。

對于(yu)他控變頻(pin)調速，和異步電動(dong)機的變頻(pin)調速類似，也(ye)可以根據(ju)其(qi)數學(xue)模(mo)型采用SVPWM等(deng)控制方式來實現控制，其(qi)性能還要優于(yu)普通交流異步電動(dong)機。

自控(kong)變(bian)頻同步(bu)(bu)電(dian)(dian)動(dong)(dong)機(ji)(ji)在發展過程中曾經有(you)多種名字，比如(ru)無(wu)換向器電(dian)(dian)機(ji)(ji)；當(dang)采用永磁體且輸入(ru)(ru)(ru)三相正弦波時(shi)，可以稱為正弦波永磁同步(bu)(bu)電(dian)(dian)動(dong)(dong)機(ji)(ji)；而如(ru)果輸入(ru)(ru)(ru)方(fang)波，那么就(jiu)(jiu)可以稱為梯形波永磁同步(bu)(bu)電(dian)(dian)動(dong)(dong)機(ji)(ji)，沒錯，這就(jiu)(jiu)是(shi)(shi)類似于(yu)之前說的(de)的(de)無(wu)刷直(zhi)(zhi)流機(ji)(ji)（BLDM），大家是(shi)(shi)不(bu)是(shi)(shi)感覺(jue)饒了(le)個(ge)大圈有(you)轉回去了(le)，但是(shi)(shi)你現在對于(yu)變(bian)頻變(bian)速的(de)理(li)解一定(ding)更深一步(bu)(bu)了(le)，所以無(wu)刷直(zhi)(zhi)流電(dian)(dian)機(ji)(ji)時(shi)采用直(zhi)(zhi)流輸入(ru)(ru)(ru)，但是(shi)(shi)使用了(le)同步(bu)(bu)電(dian)(dian)機(ji)(ji)的(de)變(bian)頻技術（結構(gou)與永磁同步(bu)(bu)電(dian)(dian)機(ji)(ji)相同），在Model3上就(jiu)(jiu)采用了(le)直(zhi)(zhi)流無(wu)刷電(dian)(dian)機(ji)(ji)。

單相(xiang)交流異步(bu)電機(ji)——單相(xiang)交流串勵電機(ji)（有(you)刷）

單相交(jiao)流串(chuan)(chuan)勵電(dian)(dian)動機(ji)，俗稱串(chuan)(chuan)勵電(dian)(dian)機(ji)或通用電(dian)(dian)機(ji)(UniversalMotor國外叫法，因交(jiao)直流通用而(er)得名(ming))，電(dian)(dian)樞(shu)繞組(zu)和勵磁繞組(zu)串(chuan)(chuan)聯在一起工作。

單相(xiang)串勵電(dian)(dian)動機又叫做交直流(liu)兩用串勵電(dian)(dian)動機，它既可以使用交流(liu)電(dian)(dian)源(yuan)工作(zuo)，也可以使用直流(liu)電(dian)(dian)源(yuan)工作(zuo)。

單相串勵電動(dong)機的優點(dian)是由于它轉速(su)高、起動(dong)力矩大、體積小、重量輕、不容(rong)易堵轉、適用電壓范圍很廣，可以(yi)用調壓的方法來調速(su)，簡單且易于實現。

因而在電動工(gong)具中得到廣泛(fan)的應用(yong)，如角磨(mo)機(ji)、手電鉆等(deng)。

單相串(chuan)勵電機(ji)的(de)結構(gou)同直流(liu)串(chuan)勵電機(ji)十分相似，主要的(de)區別在(zai)于單相串(chuan)勵電機(ji)的(de)定(ding)子鐵心(xin)必須(xu)由硅鋼片(pian)疊壓(ya)而(er)成，而(er)直流(liu)的(de)磁極既(ji)可(ke)以(yi)由疊壓(ya)而(er)成，又(you)可(ke)以(yi)做成整體結構(gou)。

單相串勵電(dian)機的調速，大多數采(cai)用調節電(dian)壓的方法，就(jiu)是改變(bian)電(dian)動勢。

單相(xiang)串勵電(dian)(dian)機的(de)電(dian)(dian)壓調速方法采用的(de)可控(kong)移相(xiang)調壓，利(li)用可控(kong)硅(gui)的(de)觸(chu)發(fa)電(dian)(dian)壓滯(zhi)后于(yu)輸入(ru)(ru)電(dian)(dian)壓實現對輸入(ru)(ru)電(dian)(dian)壓的(de)移相(xiang)觸(chu)發(fa)。

在實現方法上有(you)硬(ying)件(jian)和軟件(jian)方式。

采用(yong)調節電壓方法(fa)，采用(yong)可控硅調速技術，具有線(xian)路簡單，元件體積(ji)小等(deng)特(te)點，是一種可控硅簡單有效的方法(fa)。

(a)交流(liu)電流(liu)變化曲線;

(b)電流為正半波(bo)時，轉子的(de)旋轉方向  

(c)電流為負半波時，轉子的旋轉方(fang)向

單相交流(liu)異步電機——單相交流(liu)鼠(shu)籠式電機（無刷(shua)）

單相電(dian)流通過電(dian)樞繞組時產生(sheng)的是(shi)(shi)脈振磁場(chang)而不是(shi)(shi)旋轉磁場(chang)，所以(yi)單相異(yi)步電(dian)動機(ji)不能自起動。

為了解(jie)決起動問(wen)題，單相(xiang)交(jiao)流供電的(de)(de)異步電動機實際上往往做成(cheng)兩相(xiang)的(de)(de)。

主(zhu)繞組(zu)(zu)由單相電源直接供電；副繞組(zu)(zu)在(zai)空(kong)間上與主(zhu)繞組(zu)(zu)差90°(電角(jiao)(jiao)度，等(deng)于機械(xie)角(jiao)(jiao)度被電動機磁極對(dui)數除)。

副繞(rao)組串聯電(dian)容或電(dian)阻后再(zai)接到單相交流電(dian)源，使(shi)其中(zhong)通(tong)過(guo)的(de)(de)電(dian)流和主繞(rao)組中(zhong)的(de)(de)電(dian)流有一定的(de)(de)相位差。

使合成(cheng)磁(ci)場成(cheng)橢圓形旋轉(zhuan)(zhuan)磁(ci)場，甚至(zhi)可(ke)能接(jie)近于(yu)圓形旋轉(zhuan)(zhuan)磁(ci)場。

電動機因(yin)此獲得起動轉矩。

利用電阻(zu)分(fen)相方(fang)法的電動機價格低廉，例如副繞組(zu)用較細的導線(xian)繞制即(ji)可，但分(fen)相效果較差，且(qie)電阻(zu)上要消(xiao)耗能量。

這(zhe)種電動(dong)機在起動(dong)并達到(dao)一定(ding)轉速后，通常由裝在電動(dong)機軸上的離心式開(kai)關將副繞組自動(dong)切除(chu)，以減(jian)少(shao)電阻上的損耗、提高運行效率。

一般用(yong)于起(qi)動轉矩要(yao)求(qiu)不(bu)(bu)高的場(chang)合，如小型(xing)車床、小型(xing)電冰箱等，缺點(dian)是不(bu)(bu)能調(diao)速速。

利用(yong)電容分相，效果較好，有(you)可(ke)能在電動機某一工作(zuo)點時，使(shi)電機合成(cheng)磁場接近于圓(yuan)形旋轉磁場，從而獲(huo)得較好的工作(zuo)特性。