無刷豐都電機和有(you)刷電(dian)(dian)機(ji)(ji)有(you)什(shen)么(me)區別(bie)？同步電(dian)(dian)機(ji)(ji)和異步電(dian)(dian)機(ji)(ji)有(you)什(shen)么(me)區別(bie)？伺服電(dian)(dian)機(ji)(ji)是否都是交流電(dian)(dian)機(ji)(ji)？伺服電(dian)(dian)機(ji)(ji)是否都是同步電(dian)(dian)機(ji)(ji)？步進(jin)電(dian)(dian)機(ji)(ji)屬于直流電(dian)(dian)機(ji)(ji)還是交流電(dian)(dian)機(ji)(ji)？舵(duo)機(ji)(ji)是否屬于伺服電(dian)(dian)機(ji)(ji)等等……

這(zhe)些(xie)(xie)問(wen)題，很多老司機也不一定能(neng)完全解(jie)釋的清楚。針對(dui)這(zhe)些(xie)(xie)問(wen)題，大家可以參考下面(mian)這(zhe)篇文章學習(xi)，會(hui)對(dui)電機的分類、用法、優缺點有更加(jia)清晰的理解(jie)。

讀過中(zhong)學物理(li)的(de)學霸學渣都知道，為了研究通電導(dao)體在磁場受力的(de)那點事，我們把左(zuo)手(shou)都練(lian)成了斷掌，這也正是直流電機的(de)原(yuan)理(li)。

所有電(dian)機都是(shi)由定子和轉子組成，在直(zhi)流(liu)電(dian)機中，為(wei)了(le)讓轉子轉起來，需(xu)要(yao)不斷改變電(dian)流(liu)方向，否則轉子只能(neng)轉半(ban)圈，這點就(jiu)像自行(xing)車(che)腳踏板。所以(yi)直(zhi)流(liu)電(dian)機需(xu)要(yao)換向器。

廣義的直(zhi)流電機包括(kuo)有(you)刷電機和無刷電機。

有刷電(dian)(dian)(dian)機又稱(cheng)直(zhi)(zhi)流(liu)電(dian)(dian)(dian)機或碳刷電(dian)(dian)(dian)機，常說的直(zhi)(zhi)流(liu)電(dian)(dian)(dian)機就(jiu)是指(zhi)有刷直(zhi)(zhi)流(liu)電(dian)(dian)(dian)機，它采用機械(xie)換(huan)向，外部磁極不動內部線圈(quan)(電(dian)(dian)(dian)樞)動，換(huan)向器和(he)轉(zhuan)子(zi)線圈(quan)一起旋轉(zhuan)，電(dian)(dian)(dian)刷和(he)磁鐵(tie)都不動，于是換(huan)向器和(he)電(dian)(dian)(dian)刷摩(mo)擦摩(mo)擦，完成(cheng)電(dian)(dian)(dian)流(liu)方向的切換(huan)。

有刷電機缺點：

1、機械換向產生(sheng)的火花引起換向器和(he)電刷摩擦、電磁干(gan)擾(rao)、噪聲大(da)、壽命短。

2、可靠性(xing)差、故障(zhang)多，需(xu)要經常(chang)維護。

3、由于(yu)換向器存(cun)在(zai)，限制了(le)(le)轉子慣量，限制了(le)(le)更高轉速，影響了(le)(le)動態性能(neng)。

既然它這么多缺(que)點為什么還(huan)被普遍應用，因為它扭(niu)力高、結構簡單容易維護（即換碳刷(shua)）、便(bian)宜(yi)。

無刷電機(ji)在(zai)某些領(ling)域也稱(cheng)直流(liu)變頻電機(ji)（BLDC），它采用電子(zi)(zi)換向（霍爾傳(chuan)感(gan)器），線(xian)圈(電樞)不動(dong)磁極動(dong)，此時永磁鐵(tie)可以在(zai)線(xian)圈外(wai)部(bu)也可以在(zai)線(xian)圈內部(bu)，于是有了(le)外(wai)轉子(zi)(zi)無刷電機(ji)和(he)內轉子(zi)(zi)無刷電機(ji)之分(fen)。

無刷電(dian)機(ji)構造與永(yong)磁同(tong)步電(dian)機(ji)相同(tong)。

不過，單個的無(wu)刷(shua)電機不是一套完整的動力系(xi)統，無(wu)刷(shua)基本必須通過無(wu)刷(shua)控制器也就是電調的控制才(cai)能實(shi)現連續(xu)不斷的運轉。

真正決定其使用性(xing)能的(de)還(huan)是無刷(shua)電子調速器（也(ye)就是電調）。

一般地，無(wu)刷電機的驅(qu)動電流有兩種(zhong)，一種(zhong)是(shi)方波(bo)(bo)，另一種(zhong)是(shi)正弦波(bo)(bo)。

有(you)時候(hou)把前一種叫(jiao)直流(liu)(liu)無(wu)刷電(dian)機，后一種叫(jiao)交流(liu)(liu)伺(si)服電(dian)機，確切地講是交流(liu)(liu)伺(si)服電(dian)動機的一種。（視頻傳送門）

無刷(shua)電機(ji)(ji)的運轉(zhuan)方式不同，有(you)可以(yi)分為內轉(zhuan)子無刷(shua)電機(ji)(ji)和(he)外轉(zhuan)子無刷(shua)電機(ji)(ji)。

內(nei)轉子(zi)都是三相的 ，價格較(jiao)貴。

外轉子通(tong)常使用的(de)是單相(xiang)的(de)，價(jia)格親(qin)民，大批量生產已經接近(jin)碳刷電機，因此近(jin)年(nian)來得(de)到廣(guang)泛應用。

外(wai)轉子三相的價格已經接近(jin)內(nei)轉子的價格。 

嗯，猜都能猜到，有刷(shua)(shua)電機的缺點(dian)就是無刷(shua)(shua)電機的有點(dian)。

它具有高效率、低能耗、低噪音、超長壽(shou)命、高可(ke)靠(kao)性、可(ke)伺服(fu)控(kong)制、無級(ji)變(bian)頻調速（可(ke)達很高轉(zhuan)(zhuan)速）等優(you)點，它相對比(bi)有刷(shua)直流電(dian)機體積小的(de)多(duo)，控(kong)制比(bi)異步交流電(dian)機簡單，啟動轉(zhuan)(zhuan)矩(ju)大過載能力強，至(zhi)于缺(que)點嘛(ma)……就是(shi)比(bi)有刷(shua)的(de)貴、不好維護(hu)。

直流電機(ji)的調速(su)：所謂調速(su)，即(ji)通過調節電機(ji)轉速(su)獲(huo)得所需扭矩。

直流（有刷）電(dian)機通(tong)過調(diao)節(jie)電(dian)壓、串接電(dian)阻、改變勵磁都可以(yi)調(diao)速(su)，但是(shi)實際以(yi)調(diao)節(jie)電(dian)壓最(zui)為方便(bian)也(ye)最(zui)為常用，目前主(zhu)要使用PWM調(diao)速(su)，PWM其實就是(shi)通(tong)過高(gao)(gao)速(su)的開關(guan)來實現直流的調(diao)壓，一個周期(qi)內，開的時間(jian)長(chang)(chang)，平(ping)均電(dian)壓就高(gao)(gao)，關(guan)的時間(jian)長(chang)(chang)，平(ping)均電(dian)壓就低，調(diao)起來很方便(bian)，只要開關(guan)速(su)度(du)夠快，電(dian)網的諧波就少，且電(dian)流更為連續。

但是電(dian)刷(shua)和換向器(qi)長期磨損(sun)，同時(shi)在換向的時(shi)候有巨大的電(dian)流變化，非常容易(yi)產生火(huo)花，換向器(qi)和電(dian)刷(shua)限制了直(zhi)流電(dian)動(dong)機(ji)的容量和速(su)度，使得直(zhi)流電(dian)動(dong)機(ji)的調速(su)遇到了瓶頸。

對于無刷直流(liu)電機(ji)(ji)，調(diao)速的(de)時(shi)(shi)候表面(mian)上只控(kong)(kong)制(zhi)了(le)輸(shu)入(ru)電壓(ya)(ya)，但電機(ji)(ji)的(de)自控(kong)(kong)變(bian)頻調(diao)速系(xi)統（無刷直流(liu)電機(ji)(ji)本身(shen)自帶轉(zhuan)子位(wei)置(zhi)檢測器等轉(zhuan)子位(wei)置(zhi)信號獲取裝置(zhi)，使用此裝置(zhi)的(de)轉(zhuan)子位(wei)置(zhi)信號來(lai)控(kong)(kong)制(zhi)變(bian)壓(ya)(ya)變(bian)頻調(diao)速裝置(zhi)的(de)換相時(shi)(shi)刻）自動(dong)根據變(bian)壓(ya)(ya)控(kong)(kong)制(zhi)了(le)頻率，用起來(lai)和直流(liu)（有刷）電機(ji)(ji)幾乎一樣，非常方便。

由(you)于轉(zhuan)子采用永磁體，不需要(yao)專門的(de)勵磁繞組，在同等容量的(de)情況下，電(dian)機體積更(geng)小(xiao)，重量更(geng)輕，效率更(geng)高，結構更(geng)緊湊，運(yun)行更(geng)可靠，動(dong)態性能更(geng)好，在電(dian)動(dong)汽(qi)車的(de)驅(qu)動(dong)等方面都(dou)獲得了廣(guang)泛的(de)應用。

交流電(dian)(dian)機(ji)分為(wei)同步電(dian)(dian)機(ji)和異(yi)步電(dian)(dian)機(ji)，同步電(dian)(dian)機(ji)多用于發電(dian)(dian)機(ji)，異(yi)步電(dian)(dian)機(ji)多用于電(dian)(dian)動機(ji)。

電(dian)機的外(wai)殼是(shi)定(ding)子，定(ding)子上(shang)有三(san)相對稱交流(liu)繞組(zu)，由于三(san)相電(dian)順序變化，形成(cheng)一個旋轉的合成(cheng)磁場，磁場的旋轉速度(du)就是(shi)同步(bu)轉速。

同步轉速n=60f/p，f是(shi)頻率(lv)，p是(shi)極(ji)對(dui)(dui)(dui)數，比如對(dui)(dui)(dui)于接入電(dian)(dian)網50Hz的(de)2極(ji)電(dian)(dian)動機(ji)（即極(ji)對(dui)(dui)(dui)數為1對(dui)(dui)(dui)），那(nei)么轉速n=60*50/1=3000r/min。

同理，4極，6極，8極電機同步轉速為1500，1000,750  。

異步電機機構簡單，轉子為閉(bi)合線圈，比如鼠籠式。

轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)子線圈將切(qie)割旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)磁場，產(chan)生感(gan)應電(dian)動勢，進(jin)而產(chan)生感(gan)應電(dian)流，最后產(chan)生旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)磁場，這(zhe)樣(yang)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)子就變成了一個(ge)電(dian)磁鐵(tie)，將跟(gen)隨定子磁場旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)，所以轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)子的轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)速必(bi)然＜定子的旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)磁場，這(zhe)樣(yang)才能切(qie)割磁感(gan)線。

即轉子的異(yi)步轉速(su)＜同步轉速(su)，轉子與定子磁場存(cun)在轉速(su)差(cha)，所以稱之為異(yi)步電(dian)機(ji)。

不同廠家生產的異(yi)步(bu)電機額定轉速略(lve)有差異(yi)，2極電機約(yue)2800+r/min，4極，6極，8極異(yi)步(bu)約(yue)為1400+,950+,700+。

異步電(dian)機空(kong)載時轉速高，有負載時轉速下降。

異步(bu)電動機結(jie)構簡單，維護方便，運(yun)行可靠價(jia)格便宜(yi)，得到廣泛應用。

同步電機：

如果讓轉(zhuan)子(zi)速(su)度(du)=定(ding)(ding)(ding)子(zi)磁(ci)場旋(xuan)(xuan)(xuan)轉(zhuan)速(su)度(du)，就(jiu)成為(wei)了(le)同(tong)步電機，此時就(jiu)需(xu)(xu)要(yao)把定(ding)(ding)(ding)子(zi)變成一個電磁(ci)鐵(tie)或永磁(ci)鐵(tie)，即給定(ding)(ding)(ding)子(zi)通電，此時不(bu)需(xu)(xu)要(yao)再切割(ge)磁(ci)感線就(jiu)能旋(xuan)(xuan)(xuan)轉(zhuan)，旋(xuan)(xuan)(xuan)轉(zhuan)速(su)度(du)與磁(ci)場旋(xuan)(xuan)(xuan)轉(zhuan)速(su)度(du)相(xiang)同(tong)，即形成同(tong)步電機。      

同步(bu)電(dian)(dian)機(ji)轉子結(jie)構(gou)比異步(bu)電(dian)(dian)機(ji)復雜，價格(ge)高，在生產生活中應(ying)用(yong)不如異步(bu)電(dian)(dian)機(ji)廣泛，主要(yao)用(yong)作發電(dian)(dian)機(ji)上，現在火(huo)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(bu)電(dian)(dian)機(ji)。

異(yi)步電(dian)(dian)機的調(diao)(diao)速：理論上異(yi)步電(dian)(dian)動機控制(zhi)交流電(dian)(dian)頻率、電(dian)(dian)壓、或者轉子的電(dian)(dian)阻、電(dian)(dian)機的磁(ci)極(ji)分(fen)布都可以調(diao)(diao)速，但是實際(ji)上實現無(wu)極(ji)調(diao)(diao)速用調(diao)(diao)節頻率和電(dian)(dian)壓的方法實現。

由于(yu)調壓調速(su)范圍(wei)不(bu)大，一般只能(neng)用在調速(su)要求不(bu)高的場合，應用并不(bu)廣泛。      

 變頻(pin)調速：說到(dao)變頻(pin)，大家可能都聽說過。

變頻(pin)調(diao)速的全稱是變壓變頻(pin)調(diao)速（VVVF），也就是在改(gai)變頻(pin)率的時候改(gai)變電(dian)壓，這樣異步電(dian)動機的調(diao)速范圍就足夠大了(le)。

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

交-交變(bian)(bian)頻(pin)：將交流(liu)電直接通過(guo)電力電子器件變(bian)(bian)換為另(ling)一(yi)個(ge)頻(pin)率(lv)的(de)(de)交流(liu)電，更高輸出頻(pin)率(lv)不能超過(guo)輸入頻(pin)率(lv)的(de)(de)一(yi)半，所以(yi)一(yi)般只(zhi)用(yong)在(zai)低轉速(su)、大容量的(de)(de)系統中，可以(yi)省去龐(pang)大的(de)(de)齒(chi)輪減(jian)速(su)箱。

交(jiao)(jiao)-直-交(jiao)(jiao)變(bian)(bian)(bian)頻(pin)(pin)器(qi)(qi)將交(jiao)(jiao)流(liu)電(dian)先(xian)整流(liu)變(bian)(bian)(bian)成(cheng)直流(liu)，再通(tong)過(guo)逆變(bian)(bian)(bian)器(qi)(qi)變(bian)(bian)(bian)成(cheng)可(ke)控頻(pin)(pin)率和(he)電(dian)壓(ya)的交(jiao)(jiao)流(liu)，配合PWM技術(shu)，這種(zhong)變(bian)(bian)(bian)頻(pin)(pin)器(qi)(qi)可(ke)以(yi)實現大范(fan)圍的變(bian)(bian)(bian)壓(ya)變(bian)(bian)(bian)頻(pin)(pin)。

對于電(dian)動汽(qi)車來講(jiang)，異步(bu)電(dian)動機皮實耐用，過載(zai)能力強(qiang)，控制算法又(you)如此成熟，完(wan)全可以拿來用。

同(tong)步電機的調速(su)：同(tong)步機沒有轉(zhuan)(zhuan)差率，在結構確(que)定的情況下，控制(zhi)電壓(ya)不能改變(bian)轉(zhuan)(zhuan)速(su)，所(suo)以在變(bian)頻器出現之前，同(tong)步電動機是完全不能調速(su)的。

變(bian)頻器的(de)出現(xian)讓交(jiao)流同(tong)步電動(dong)(dong)機(ji)也有了巨大的(de)調速范圍，因其(qi)轉子也有獨(du)立勵(li)(li)磁（永磁體或者電勵(li)(li)磁），其(qi)調速范圍要比異步電動(dong)(dong)機(ji)更(geng)寬(kuan)，同(tong)步電動(dong)(dong)機(ji)煥發了新的(de)生機(ji)。       

同(tong)步電(dian)動(dong)機變(bian)(bian)壓變(bian)(bian)頻(pin)調(diao)速系統(tong)可以分為他控變(bian)(bian)頻(pin)調(diao)速和自控變(bian)(bian)頻(pin)調(diao)速。

對于他(ta)控(kong)變(bian)頻調速，和異(yi)步電(dian)動(dong)機的(de)變(bian)頻調速類似，也可(ke)以根(gen)據其數(shu)學(xue)模型采用SVPWM等控(kong)制方式來(lai)實(shi)現控(kong)制，其性能還要優于普通交流異(yi)步電(dian)動(dong)機。

自控變頻(pin)同(tong)步電(dian)(dian)動機(ji)在發展過程中曾(ceng)經有多(duo)種名(ming)字，比如無換向器電(dian)(dian)機(ji)；當采(cai)用(yong)永(yong)磁體且輸入(ru)(ru)三相正(zheng)弦波(bo)時，可以稱(cheng)為正(zheng)弦波(bo)永(yong)磁同(tong)步電(dian)(dian)動機(ji)；而如果輸入(ru)(ru)方(fang)波(bo)，那么(me)就(jiu)可以稱(cheng)為梯形波(bo)永(yong)磁同(tong)步電(dian)(dian)動機(ji)，沒錯，這就(jiu)是(shi)(shi)類似于(yu)之前說的(de)(de)的(de)(de)無刷直流(liu)機(ji)（BLDM），大(da)家是(shi)(shi)不是(shi)(shi)感(gan)覺饒了個大(da)圈有轉回去了，但是(shi)(shi)你(ni)現在對(dui)于(yu)變頻(pin)變速的(de)(de)理解(jie)一定更深一步了，所以無刷直流(liu)電(dian)(dian)機(ji)時采(cai)用(yong)直流(liu)輸入(ru)(ru)，但是(shi)(shi)使用(yong)了同(tong)步電(dian)(dian)機(ji)的(de)(de)變頻(pin)技術(shu)（結構(gou)與永(yong)磁同(tong)步電(dian)(dian)機(ji)相同(tong)），在Model3上就(jiu)采(cai)用(yong)了直流(liu)無刷電(dian)(dian)機(ji)。

單相交流異步電(dian)機——單相交流串勵(li)電(dian)機（有刷）

單相交(jiao)(jiao)流串勵(li)(li)電(dian)動機(ji)，俗(su)稱串勵(li)(li)電(dian)機(ji)或通用電(dian)機(ji)(UniversalMotor國外叫(jiao)法，因交(jiao)(jiao)直流通用而得名)，電(dian)樞繞(rao)組和勵(li)(li)磁繞(rao)組串聯在一起工作(zuo)。

單相(xiang)串(chuan)(chuan)勵電動機又叫做交(jiao)直流兩(liang)用(yong)串(chuan)(chuan)勵電動機，它(ta)既可以(yi)使用(yong)交(jiao)流電源工作(zuo)(zuo)，也可以(yi)使用(yong)直流電源工作(zuo)(zuo)。

單相串勵電(dian)動機的優點(dian)是由于它轉速高、起動力矩(ju)大、體積小、重量輕、不(bu)容易堵轉、適用電(dian)壓范圍很廣，可(ke)以用調(diao)壓的方(fang)法來調(diao)速，簡(jian)單且易于實現(xian)。

因而在電(dian)(dian)動工具中得到廣泛(fan)的應用，如角磨機、手電(dian)(dian)鉆等。

單(dan)相(xiang)串(chuan)勵(li)電機的(de)結構同直流串(chuan)勵(li)電機十(shi)分相(xiang)似(si)，主要的(de)區別(bie)在于單(dan)相(xiang)串(chuan)勵(li)電機的(de)定子(zi)鐵(tie)心必須(xu)由硅鋼片疊(die)壓而成(cheng)，而直流的(de)磁極既可以(yi)由疊(die)壓而成(cheng)，又可以(yi)做(zuo)成(cheng)整體結構。

單相串勵電機的調速，大多數(shu)采(cai)用調節電壓的方法(fa)，就是改(gai)變電動(dong)勢。

單相(xiang)串勵(li)電(dian)(dian)(dian)機的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)調速方(fang)法采用的(de)(de)可控移相(xiang)調壓(ya)，利用可控硅的(de)(de)觸(chu)發電(dian)(dian)(dian)壓(ya)滯后(hou)于輸入(ru)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)實現對輸入(ru)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)的(de)(de)移相(xiang)觸(chu)發。

在實現方法上有硬件(jian)和軟件(jian)方式。

采用調節(jie)電壓方法，采用可控硅調速技術，具有線路簡(jian)單，元件體積小等特點，是一種可控硅簡(jian)單有效的方法。

(a)交流(liu)電流(liu)變化(hua)曲線;

(b)電流為(wei)正半(ban)波時，轉子的(de)旋轉方向  

(c)電流為負半波(bo)時(shi)，轉(zhuan)子的旋轉(zhuan)方向

單(dan)相(xiang)交(jiao)流(liu)異(yi)步電機——單(dan)相(xiang)交(jiao)流(liu)鼠籠式電機（無刷）

單相電流通(tong)過電樞(shu)繞組時(shi)產生的是(shi)脈振磁(ci)場而不(bu)是(shi)旋轉磁(ci)場，所以單相異步(bu)電動(dong)機(ji)不(bu)能自起動(dong)。

為了解決起動問(wen)題(ti)，單(dan)相交流供電的異步(bu)電動機(ji)實際上往(wang)往(wang)做成兩相的。

主(zhu)繞組由單相電(dian)源直接(jie)供電(dian)；副繞組在空間上與主(zhu)繞組差(cha)90°(電(dian)角度，等于機(ji)械(xie)角度被電(dian)動機(ji)磁極對數除)。

副繞組串聯電(dian)容或電(dian)阻后再接到(dao)單相(xiang)交流電(dian)源，使其中通過的電(dian)流和主(zhu)繞組中的電(dian)流有一定的相(xiang)位差。

使合成(cheng)(cheng)磁(ci)場成(cheng)(cheng)橢(tuo)圓形旋(xuan)轉磁(ci)場，甚至可能接近于圓形旋(xuan)轉磁(ci)場。

電動機因此(ci)獲得(de)起(qi)動轉(zhuan)矩(ju)。

利用(yong)電(dian)阻分(fen)相(xiang)方法(fa)的(de)電(dian)動機價格(ge)低廉，例如副繞(rao)組用(yong)較(jiao)細(xi)的(de)導線繞(rao)制即可，但分(fen)相(xiang)效果較(jiao)差，且電(dian)阻上要(yao)消耗能量。

這種(zhong)電動機在起動并達到一(yi)定轉(zhuan)速后，通常由裝(zhuang)在電動機軸(zhou)上(shang)的離心式開關將副繞組自動切除，以(yi)減少(shao)電阻上(shang)的損耗、提高(gao)運行效率。

一(yi)般用(yong)于起動(dong)轉矩要(yao)求不高的場合，如小型車床、小型電(dian)冰箱等(deng)，缺點(dian)是不能(neng)調(diao)速速。

利用(yong)電(dian)容分相，效果(guo)較好(hao)，有可(ke)能在電(dian)動機(ji)(ji)某一工(gong)作點時，使電(dian)機(ji)(ji)合(he)成磁場(chang)接(jie)近(jin)于圓(yuan)形旋轉磁場(chang)，從而獲得較好(hao)的工(gong)作特性(xing)。