無刷涪陵電機和有(you)刷電機有(you)什(shen)么(me)區別(bie)？同步電機和異(yi)步電機有(you)什(shen)么(me)區別(bie)？伺服(fu)電機是否(fou)都是交流電機？伺服(fu)電機是否(fou)都是同步電機？步進(jin)電機屬于直流電機還是交流電機？舵(duo)機是否(fou)屬于伺服(fu)電機等(deng)等(deng)……

這(zhe)些問題，很(hen)多老司機(ji)也不(bu)一定能(neng)完全解釋(shi)的清(qing)楚。針對這(zhe)些問題，大家可(ke)以(yi)參考下面(mian)這(zhe)篇文章學習，會對電機(ji)的分類、用法(fa)、優缺(que)點有(you)更(geng)加(jia)清(qing)晰的理解。

讀(du)過中學物理的(de)學霸(ba)學渣(zha)都(dou)知道，為了研究通電導體(ti)在磁場受(shou)力的(de)那點事(shi)，我們把(ba)左手都(dou)練成(cheng)了斷掌，這也正是直流電機的(de)原理。

所有電(dian)機(ji)(ji)都是由定子和轉子組(zu)成(cheng)，在直(zhi)流電(dian)機(ji)(ji)中，為了讓轉子轉起來，需要(yao)不斷改變(bian)電(dian)流方向，否(fou)則轉子只能轉半圈，這點就像自行車腳踏板。所以直(zhi)流電(dian)機(ji)(ji)需要(yao)換向器。

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

有刷(shua)(shua)電(dian)機又稱直(zhi)流(liu)電(dian)機或(huo)碳刷(shua)(shua)電(dian)機，常說的直(zhi)流(liu)電(dian)機就(jiu)是指(zhi)有刷(shua)(shua)直(zhi)流(liu)電(dian)機，它采用機械換向，外(wai)部磁極不動內部線圈(quan)(電(dian)樞)動，換向器(qi)和轉子線圈(quan)一(yi)起旋(xuan)轉，電(dian)刷(shua)(shua)和磁鐵都不動，于(yu)是換向器(qi)和電(dian)刷(shua)(shua)摩擦摩擦，完成(cheng)電(dian)流(liu)方向的切換。

有刷電機缺點：

1、機械(xie)換向(xiang)產生的火花引起換向(xiang)器和電刷摩擦、電磁干擾(rao)、噪聲大、壽(shou)命短。

2、可靠性差(cha)、故(gu)障多，需要經(jing)常維(wei)護。

3、由于(yu)換向器存在，限制了(le)轉(zhuan)子慣(guan)量(liang)，限制了(le)更高轉(zhuan)速，影響了(le)動態(tai)性(xing)能。

既然它這么(me)多缺點為什么(me)還被普遍應用，因為它扭(niu)力高、結構簡單容易維(wei)護（即換碳刷）、便宜。

無(wu)刷(shua)電(dian)機(ji)在(zai)某些領(ling)域也(ye)稱直流變頻電(dian)機(ji)（BLDC），它(ta)采用(yong)電(dian)子(zi)(zi)換(huan)向（霍爾傳感器），線(xian)(xian)圈(電(dian)樞)不動(dong)(dong)磁極動(dong)(dong)，此時永磁鐵可以在(zai)線(xian)(xian)圈外(wai)部(bu)(bu)也(ye)可以在(zai)線(xian)(xian)圈內(nei)部(bu)(bu)，于是(shi)有了外(wai)轉(zhuan)子(zi)(zi)無(wu)刷(shua)電(dian)機(ji)和內(nei)轉(zhuan)子(zi)(zi)無(wu)刷(shua)電(dian)機(ji)之(zhi)分。

無刷電機(ji)構造與永磁同(tong)步(bu)電機(ji)相同(tong)。

不(bu)(bu)過，單個(ge)的(de)無刷電(dian)機不(bu)(bu)是一套完整的(de)動力(li)系(xi)統，無刷基(ji)本必須通過無刷控制器也(ye)就是電(dian)調的(de)控制才能實現連(lian)續不(bu)(bu)斷的(de)運轉。

真(zhen)正決定其(qi)使用(yong)性能的還是無刷電子(zi)調速器(qi)（也就是電調）。

一(yi)般地，無刷電(dian)機的驅動電(dian)流有(you)兩種(zhong)(zhong)(zhong)，一(yi)種(zhong)(zhong)(zhong)是(shi)(shi)方波，另一(yi)種(zhong)(zhong)(zhong)是(shi)(shi)正弦波。

有(you)時候把前一種叫(jiao)直(zhi)流(liu)(liu)無刷電(dian)機，后一種叫(jiao)交流(liu)(liu)伺服電(dian)機，確切地講是交流(liu)(liu)伺服電(dian)動(dong)機的一種。（視頻傳送(song)門(men)）

無刷電機的運轉(zhuan)方式不同(tong)，有可以分為內轉(zhuan)子無刷電機和外轉(zhuan)子無刷電機。

內(nei)轉子(zi)都是三相的 ，價(jia)格較貴。

外(wai)轉(zhuan)子通常使(shi)用的是(shi)單(dan)相的，價格(ge)親民，大批量生產已經接近碳刷電機，因此近年(nian)來得到廣泛應用。

外轉子三相(xiang)的(de)價格已經(jing)接近內轉子的(de)價格。 

嗯，猜都能猜到(dao)，有(you)刷電機的缺點(dian)就是無刷電機的有(you)點(dian)。

它具有(you)(you)高(gao)效(xiao)率、低能(neng)耗、低噪音、超長壽(shou)命、高(gao)可(ke)靠性、可(ke)伺服(fu)控制(zhi)、無級變頻調速（可(ke)達很高(gao)轉速）等優點(dian)，它相對比有(you)(you)刷(shua)直流(liu)(liu)電(dian)機(ji)體積小(xiao)的多，控制(zhi)比異步交流(liu)(liu)電(dian)機(ji)簡單，啟動(dong)轉矩大過載能(neng)力(li)強，至于(yu)缺(que)點(dian)嘛……就(jiu)是(shi)比有(you)(you)刷(shua)的貴(gui)、不好維護。

直流電機(ji)的調(diao)速：所謂調(diao)速，即(ji)通過調(diao)節電機(ji)轉速獲得所需扭矩。

直流(liu)（有刷）電機通過調(diao)節(jie)電壓、串接電阻(zu)、改變勵(li)磁都可以(yi)(yi)調(diao)速，但是實(shi)際以(yi)(yi)調(diao)節(jie)電壓最為方便也最為常用(yong)，目前主要使用(yong)PWM調(diao)速，PWM其實(shi)就是通過高(gao)(gao)速的(de)開(kai)關(guan)(guan)來(lai)實(shi)現直流(liu)的(de)調(diao)壓，一(yi)個周(zhou)期內，開(kai)的(de)時間長，平均電壓就高(gao)(gao)，關(guan)(guan)的(de)時間長，平均電壓就低，調(diao)起(qi)來(lai)很方便，只要開(kai)關(guan)(guan)速度夠快(kuai)，電網的(de)諧(xie)波(bo)就少，且電流(liu)更為連(lian)續。

但是電(dian)刷(shua)和換向器長(chang)期磨損，同時在換向的(de)時候(hou)有巨(ju)大的(de)電(dian)流變化，非(fei)常容易(yi)產生火花，換向器和電(dian)刷(shua)限制了(le)直(zhi)流電(dian)動機(ji)的(de)容量和速度，使得(de)直(zhi)流電(dian)動機(ji)的(de)調(diao)速遇到了(le)瓶頸。

對于無刷(shua)(shua)直流電(dian)(dian)機，調(diao)速的(de)時候表面上只控(kong)制了(le)輸入電(dian)(dian)壓，但電(dian)(dian)機的(de)自控(kong)變頻(pin)調(diao)速系統（無刷(shua)(shua)直流電(dian)(dian)機本身自帶轉子(zi)位置(zhi)檢測器等轉子(zi)位置(zhi)信號(hao)獲取裝置(zhi)，使(shi)用此裝置(zhi)的(de)轉子(zi)位置(zhi)信號(hao)來控(kong)制變壓變頻(pin)調(diao)速裝置(zhi)的(de)換相時刻）自動根據變壓控(kong)制了(le)頻(pin)率，用起來和直流（有刷(shua)(shua)）電(dian)(dian)機幾(ji)乎一樣，非常方便(bian)。

由于轉子采用永磁(ci)體，不需(xu)要(yao)專門的(de)勵磁(ci)繞組，在(zai)同(tong)等容量的(de)情況下，電機(ji)體積(ji)更(geng)小，重量更(geng)輕，效率更(geng)高(gao)，結構(gou)更(geng)緊湊，運行更(geng)可靠，動(dong)態性能更(geng)好(hao)，在(zai)電動(dong)汽車的(de)驅動(dong)等方面都獲得了廣泛的(de)應(ying)用。

交(jiao)流電(dian)(dian)機分為(wei)同步(bu)電(dian)(dian)機和異步(bu)電(dian)(dian)機，同步(bu)電(dian)(dian)機多用于發(fa)電(dian)(dian)機，異步(bu)電(dian)(dian)機多用于電(dian)(dian)動機。

電(dian)機的(de)外(wai)殼是定子，定子上(shang)有(you)三(san)(san)相(xiang)對稱(cheng)交(jiao)流繞組，由于三(san)(san)相(xiang)電(dian)順序變化，形成一個旋(xuan)轉的(de)合成磁場(chang)，磁場(chang)的(de)旋(xuan)轉速度就是同步(bu)轉速。

同步轉速n=60f/p，f是頻率，p是極(ji)對數(shu)，比如對于接入電網(wang)50Hz的2極(ji)電動機（即極(ji)對數(shu)為1對），那(nei)么轉速n=60*50/1=3000r/min。

同(tong)理，4極，6極，8極電(dian)機同(tong)步轉速(su)為1500，1000,750  。

異步(bu)電機(ji)機(ji)構簡單，轉子為閉合線圈，比如鼠籠式(shi)。

轉(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)線(xian)圈將(jiang)切(qie)割(ge)旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)(zhuan)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)，產(chan)(chan)(chan)生(sheng)感應(ying)(ying)電動勢(shi)，進(jin)而產(chan)(chan)(chan)生(sheng)感應(ying)(ying)電流，最后產(chan)(chan)(chan)生(sheng)旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)(zhuan)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)，這樣轉(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)就變成了一個(ge)電磁(ci)(ci)(ci)鐵，將(jiang)跟隨定子(zi)(zi)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)(zhuan)，所(suo)以轉(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)的(de)轉(zhuan)(zhuan)速必(bi)然＜定子(zi)(zi)的(de)旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)(zhuan)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)，這樣才能切(qie)割(ge)磁(ci)(ci)(ci)感線(xian)。

即轉子的異步(bu)(bu)轉速(su)＜同步(bu)(bu)轉速(su)，轉子與定子磁場存(cun)在轉速(su)差，所(suo)以稱之為異步(bu)(bu)電機。

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

異步電(dian)機空載(zai)時轉速高，有負載(zai)時轉速下降(jiang)。

異步電動(dong)機結(jie)構(gou)簡單，維護方(fang)便(bian)，運行可靠價格(ge)便(bian)宜，得到廣泛應用。

同步電機：

如果(guo)讓(rang)轉(zhuan)(zhuan)子速度(du)=定(ding)子磁場旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)速度(du)，就成(cheng)為了同步電(dian)機，此時(shi)就需要(yao)把(ba)定(ding)子變成(cheng)一(yi)個電(dian)磁鐵或永磁鐵，即給定(ding)子通電(dian)，此時(shi)不需要(yao)再切(qie)割磁感(gan)線就能旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)，旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)速度(du)與磁場旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)速度(du)相同，即形成(cheng)同步電(dian)機。      

同步(bu)電(dian)機(ji)轉子(zi)結構(gou)比異步(bu)電(dian)機(ji)復雜，價(jia)格(ge)高，在(zai)生產生活中應用不如異步(bu)電(dian)機(ji)廣泛，主要用作發電(dian)機(ji)上，現在(zai)火(huo)電(dian)站，水電(dian)站、汽輪機(ji)、水輪機(ji)基本(ben)都是同步(bu)電(dian)機(ji)。

異步電(dian)(dian)機的(de)(de)調(diao)(diao)(diao)速(su)：理論上異步電(dian)(dian)動機控(kong)制交(jiao)流電(dian)(dian)頻率、電(dian)(dian)壓(ya)、或(huo)者轉(zhuan)子的(de)(de)電(dian)(dian)阻、電(dian)(dian)機的(de)(de)磁極(ji)分布都可以調(diao)(diao)(diao)速(su)，但(dan)是實際(ji)上實現無(wu)極(ji)調(diao)(diao)(diao)速(su)用調(diao)(diao)(diao)節(jie)頻率和電(dian)(dian)壓(ya)的(de)(de)方法實現。

由于調壓(ya)調速范圍(wei)不大，一般(ban)只能用在調速要求(qiu)不高(gao)的場合，應(ying)用并不廣泛。      

 變頻調速(su)：說(shuo)到變頻，大家(jia)可能都(dou)聽說(shuo)過。

變(bian)頻調(diao)速(su)的全(quan)稱是(shi)(shi)變(bian)壓(ya)變(bian)頻調(diao)速(su)（VVVF），也就是(shi)(shi)在改(gai)變(bian)頻率的時候改(gai)變(bian)電壓(ya)，這(zhe)樣異步電動機的調(diao)速(su)范圍就足夠(gou)大了(le)。

變頻(pin)器可(ke)以分為兩(liang)個(ge)大類(lei)：交(jiao)交(jiao)變頻(pin)和(he)交(jiao)直交(jiao)變頻(pin)。

交(jiao)-交(jiao)變頻(pin)(pin)：將(jiang)交(jiao)流電直接(jie)通過電力電子器(qi)件變換為另一個頻(pin)(pin)率(lv)的(de)交(jiao)流電，更(geng)高(gao)輸出(chu)頻(pin)(pin)率(lv)不能超過輸入頻(pin)(pin)率(lv)的(de)一半，所以(yi)一般只(zhi)用在低轉速、大(da)容(rong)量的(de)系統中，可以(yi)省去龐大(da)的(de)齒輪減速箱。

交(jiao)-直(zhi)-交(jiao)變(bian)(bian)頻器(qi)(qi)將(jiang)交(jiao)流電(dian)先整(zheng)流變(bian)(bian)成直(zhi)流，再通過逆變(bian)(bian)器(qi)(qi)變(bian)(bian)成可控(kong)頻率(lv)和電(dian)壓的交(jiao)流，配合PWM技(ji)術，這種變(bian)(bian)頻器(qi)(qi)可以實現大范圍的變(bian)(bian)壓變(bian)(bian)頻。

對(dui)于電動汽車來講(jiang)，異(yi)步電動機皮實耐(nai)用(yong)，過載能(neng)力(li)強，控(kong)制(zhi)算法又(you)如此成(cheng)熟，完全(quan)可以拿來用(yong)。

同步(bu)電(dian)(dian)機(ji)的調(diao)速：同步(bu)機(ji)沒有轉差率，在(zai)結構(gou)確定的情況(kuang)下，控制(zhi)電(dian)(dian)壓不(bu)能改(gai)變(bian)轉速，所以在(zai)變(bian)頻器出(chu)現(xian)之(zhi)前，同步(bu)電(dian)(dian)動機(ji)是完全不(bu)能調(diao)速的。

變頻(pin)器的(de)出(chu)現讓交流(liu)同步電動機也有了巨(ju)大的(de)調速(su)范(fan)圍，因其轉子(zi)也有獨立(li)勵磁(ci)（永磁(ci)體或者(zhe)電勵磁(ci)），其調速(su)范(fan)圍要比異步電動機更寬，同步電動機煥發了新的(de)生機。       

同步電動機(ji)變壓變頻(pin)調(diao)速(su)系統可以分(fen)為他控變頻(pin)調(diao)速(su)和自(zi)控變頻(pin)調(diao)速(su)。

對(dui)于(yu)他控變頻調速，和異步電動機的變頻調速類(lei)似，也可以根據(ju)其數學模型采用SVPWM等控制方式來實現(xian)控制，其性能還要(yao)優于(yu)普通交流異步電動機。

自控變頻(pin)同(tong)步電(dian)(dian)(dian)(dian)動機(ji)(ji)(ji)在(zai)發(fa)展過程中曾經有(you)多種名字，比如無(wu)(wu)換向器電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)；當采(cai)(cai)用(yong)永磁體且輸(shu)入三相(xiang)正弦波(bo)時(shi)，可(ke)以稱(cheng)為正弦波(bo)永磁同(tong)步電(dian)(dian)(dian)(dian)動機(ji)(ji)(ji)；而如果輸(shu)入方(fang)波(bo)，那么就可(ke)以稱(cheng)為梯形波(bo)永磁同(tong)步電(dian)(dian)(dian)(dian)動機(ji)(ji)(ji)，沒錯，這就是(shi)類(lei)似于之前說的(de)(de)的(de)(de)無(wu)(wu)刷直流(liu)(liu)機(ji)(ji)(ji)（BLDM），大家是(shi)不是(shi)感覺(jue)饒了(le)個大圈有(you)轉回去了(le)，但(dan)是(shi)你(ni)現在(zai)對于變頻(pin)變速的(de)(de)理(li)解一(yi)定更深一(yi)步了(le)，所以無(wu)(wu)刷直流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)時(shi)采(cai)(cai)用(yong)直流(liu)(liu)輸(shu)入，但(dan)是(shi)使用(yong)了(le)同(tong)步電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)變頻(pin)技(ji)術（結構與永磁同(tong)步電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)相(xiang)同(tong)），在(zai)Model3上(shang)就采(cai)(cai)用(yong)了(le)直流(liu)(liu)無(wu)(wu)刷電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)。

單相交流異(yi)步(bu)電機(ji)——單相交流串勵電機(ji)（有刷）

單(dan)相交(jiao)流串勵電動機(ji)，俗(su)稱串勵電機(ji)或通用電機(ji)(UniversalMotor國(guo)外叫法(fa)，因(yin)交(jiao)直流通用而得名)，電樞繞組(zu)(zu)和(he)勵磁繞組(zu)(zu)串聯在一起工作(zuo)。

單相串(chuan)勵電(dian)(dian)(dian)動機(ji)又(you)叫做(zuo)交(jiao)直(zhi)流兩用(yong)串(chuan)勵電(dian)(dian)(dian)動機(ji)，它既可以使用(yong)交(jiao)流電(dian)(dian)(dian)源工作，也可以使用(yong)直(zhi)流電(dian)(dian)(dian)源工作。

單(dan)(dan)相串(chuan)勵電動(dong)機(ji)的優(you)點是(shi)由于它轉速高、起動(dong)力矩大(da)、體積(ji)小、重(zhong)量(liang)輕、不容(rong)易(yi)堵轉、適(shi)用電壓(ya)范(fan)圍很廣，可(ke)以用調壓(ya)的方法來調速，簡單(dan)(dan)且易(yi)于實(shi)現。

因而在電動工具(ju)中得到廣泛的應用，如角(jiao)磨機、手電鉆等(deng)。

單相串(chuan)(chuan)勵(li)電(dian)(dian)機(ji)的(de)結(jie)構同直(zhi)流(liu)串(chuan)(chuan)勵(li)電(dian)(dian)機(ji)十分相似(si)，主(zhu)要的(de)區別在于(yu)單相串(chuan)(chuan)勵(li)電(dian)(dian)機(ji)的(de)定(ding)子鐵心必須由(you)硅鋼片疊(die)(die)壓而成，而直(zhi)流(liu)的(de)磁(ci)極(ji)既可以由(you)疊(die)(die)壓而成，又可以做成整(zheng)體結(jie)構。

單相(xiang)串勵電機的調速，大多數采用調節電壓的方法，就是改變電動勢。

單相(xiang)串勵(li)電(dian)機的(de)電(dian)壓(ya)(ya)調(diao)速方法采用的(de)可控(kong)(kong)移(yi)(yi)相(xiang)調(diao)壓(ya)(ya)，利(li)用可控(kong)(kong)硅的(de)觸(chu)發電(dian)壓(ya)(ya)滯后于輸入(ru)電(dian)壓(ya)(ya)實現(xian)對輸入(ru)電(dian)壓(ya)(ya)的(de)移(yi)(yi)相(xiang)觸(chu)發。

在實現方法上(shang)有(you)硬件和軟(ruan)件方式(shi)。

采(cai)用調節電壓方(fang)法，采(cai)用可控硅調速技(ji)術，具有(you)線路簡單，元件體積小(xiao)等特點，是一種可控硅簡單有(you)效的方(fang)法。

(a)交流電流變(bian)化曲線(xian);

(b)電流為正半波(bo)時(shi)，轉(zhuan)子的旋轉(zhuan)方向  

(c)電流為(wei)負半波時(shi)，轉(zhuan)子的旋轉(zhuan)方向

單相(xiang)交(jiao)流異步電機——單相(xiang)交(jiao)流鼠籠式電機（無刷）

單相電(dian)流通(tong)過電(dian)樞(shu)繞組時產生的是脈(mo)振(zhen)磁場(chang)而不(bu)(bu)是旋轉(zhuan)磁場(chang)，所(suo)以單相異步電(dian)動機不(bu)(bu)能自起動。

為(wei)了解決起動問題，單相(xiang)交流供電的異步電動機(ji)實際上往(wang)往(wang)做成兩(liang)相(xiang)的。

主繞組由單相電源直接供電；副繞組在空(kong)間上與主繞組差(cha)90°(電角度(du)，等(deng)于機械角度(du)被電動機磁極對數除)。

副(fu)繞組串聯電容或電阻后再接(jie)到單(dan)相交流(liu)電源(yuan)，使其中(zhong)通過的電流(liu)和主繞組中(zhong)的電流(liu)有一定(ding)的相位(wei)差。

使合成(cheng)磁場成(cheng)橢圓(yuan)形旋(xuan)轉磁場，甚至(zhi)可能接近于(yu)圓(yuan)形旋(xuan)轉磁場。

電動機因此獲(huo)得起動轉矩。

利用(yong)電阻(zu)分(fen)相(xiang)方(fang)法的(de)(de)電動機價(jia)格(ge)低廉，例如副繞組用(yong)較(jiao)細的(de)(de)導線繞制即可，但分(fen)相(xiang)效果(guo)較(jiao)差，且(qie)電阻(zu)上要消耗能量。

這種電動(dong)機在起(qi)動(dong)并達到一定轉速后，通常由裝(zhuang)在電動(dong)機軸上的離(li)心式開(kai)關將副繞(rao)組(zu)自(zi)動(dong)切除，以減少電阻上的損耗、提高運行效率。

一般(ban)用于(yu)起動轉矩要求不高的場合，如小(xiao)(xiao)型車床、小(xiao)(xiao)型電冰箱等，缺點是不能調(diao)速速。

利用電容(rong)分相，效果較好(hao)，有可能在電動機某一工作點(dian)時，使電機合成(cheng)磁場接近于圓形旋轉磁場，從而獲得較好(hao)的工作特(te)性。