無刷和平電機和(he)有(you)刷(shua)電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)有(you)什(shen)么區(qu)(qu)別(bie)？同(tong)步(bu)(bu)電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)和(he)異步(bu)(bu)電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)有(you)什(shen)么區(qu)(qu)別(bie)？伺服(fu)電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)是(shi)否(fou)都是(shi)交流電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)？伺服(fu)電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)是(shi)否(fou)都是(shi)同(tong)步(bu)(bu)電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)？步(bu)(bu)進(jin)電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)屬于直流電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)還是(shi)交流電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)？舵機(ji)(ji)(ji)是(shi)否(fou)屬于伺服(fu)電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)等等……

這些問題，很多老司機也不一(yi)定能完全(quan)解釋的清楚(chu)。針對這些問題，大家可以參考下面這篇文(wen)章(zhang)學習(xi)，會對電機的分類(lei)、用(yong)法、優(you)缺點有(you)更加清晰的理解。

讀過(guo)中學(xue)(xue)物(wu)理(li)的學(xue)(xue)霸學(xue)(xue)渣都(dou)知道，為了研究通電導體在磁(ci)場受力的那點事，我(wo)們(men)把左手(shou)都(dou)練成了斷(duan)掌，這也正是(shi)直流電機的原理(li)。

所有電機都(dou)是由定(ding)子(zi)(zi)和轉(zhuan)子(zi)(zi)組成，在直(zhi)流電機中(zhong)，為了(le)讓轉(zhuan)子(zi)(zi)轉(zhuan)起來，需要不斷改變電流方(fang)向(xiang)，否則轉(zhuan)子(zi)(zi)只能轉(zhuan)半圈，這點就像自行車腳(jiao)踏板(ban)。所以直(zhi)流電機需要換向(xiang)器。

廣義的直(zhi)流(liu)電機包括有刷電機和(he)無刷電機。

有刷電(dian)(dian)機又(you)稱直(zhi)流電(dian)(dian)機或(huo)碳刷電(dian)(dian)機，常說的(de)直(zhi)流電(dian)(dian)機就是指有刷直(zhi)流電(dian)(dian)機，它采用機械換(huan)向，外部磁極不(bu)(bu)動(dong)內部線圈(電(dian)(dian)樞(shu))動(dong)，換(huan)向器(qi)和(he)轉(zhuan)子線圈一起(qi)旋轉(zhuan)，電(dian)(dian)刷和(he)磁鐵都不(bu)(bu)動(dong)，于是換(huan)向器(qi)和(he)電(dian)(dian)刷摩擦(ca)(ca)摩擦(ca)(ca)，完成電(dian)(dian)流方向的(de)切換(huan)。

有刷電機缺點：

1、機械換(huan)向(xiang)產生的(de)火(huo)花引(yin)起換(huan)向(xiang)器和電刷摩擦(ca)、電磁干擾、噪聲大、壽命短。

2、可靠(kao)性差、故(gu)障多(duo)，需要經常維護。

3、由于換(huan)向器(qi)存在(zai)，限(xian)制(zhi)了轉子慣量，限(xian)制(zhi)了更高轉速(su)，影響了動(dong)態性能。

既然它這么多(duo)缺(que)點(dian)為什(shen)么還被普(pu)遍應用，因為它扭力高(gao)、結構簡單容易維護（即(ji)換碳(tan)刷）、便宜。

無刷電(dian)(dian)機(ji)在某些領域也稱直流變頻電(dian)(dian)機(ji)（BLDC），它采用電(dian)(dian)子(zi)(zi)換向（霍爾傳感器），線圈(quan)(quan)(電(dian)(dian)樞)不動磁極動，此時永(yong)磁鐵可以(yi)在線圈(quan)(quan)外部也可以(yi)在線圈(quan)(quan)內(nei)部，于是有了外轉(zhuan)子(zi)(zi)無刷電(dian)(dian)機(ji)和(he)內(nei)轉(zhuan)子(zi)(zi)無刷電(dian)(dian)機(ji)之(zhi)分(fen)。

無刷電(dian)機構(gou)造與永磁(ci)同步(bu)電(dian)機相同。

不過，單個的(de)(de)無(wu)刷電機不是(shi)一套完(wan)整(zheng)的(de)(de)動(dong)力(li)系統，無(wu)刷基本必須通過無(wu)刷控制器也就是(shi)電調的(de)(de)控制才能實現連續(xu)不斷的(de)(de)運轉。

真正決(jue)定其使用性(xing)能的(de)還是無刷電子調速器（也就(jiu)是電調）。

一(yi)般地(di)，無刷(shua)電(dian)(dian)機(ji)的驅動(dong)電(dian)(dian)流(liu)有兩種，一(yi)種是方波(bo)，另一(yi)種是正(zheng)弦(xian)波(bo)。

有時候(hou)把前一(yi)種(zhong)叫直流無(wu)刷電機，后一(yi)種(zhong)叫交(jiao)流伺服電機，確(que)切地講是交(jiao)流伺服電動(dong)機的一(yi)種(zhong)。（視頻傳送門）

無刷電機的(de)運轉(zhuan)方式不同，有(you)可(ke)以分為內轉(zhuan)子無刷電機和外轉(zhuan)子無刷電機。

內轉子都(dou)是三相的 ，價格較貴。

外轉子通常使用的是(shi)單相的，價格親民，大批量生產(chan)已(yi)經接近碳刷電機(ji)，因此(ci)近年來得到廣泛應(ying)用。

外(wai)轉(zhuan)子三相的(de)價格已經(jing)接(jie)近(jin)內轉(zhuan)子的(de)價格。 

嗯，猜都能猜到，有(you)刷(shua)電(dian)機(ji)的缺點(dian)就是無刷(shua)電(dian)機(ji)的有(you)點(dian)。

它具有(you)(you)(you)高效率、低能耗、低噪音、超長壽命、高可靠性、可伺服控(kong)制(zhi)、無級變頻調速（可達很(hen)高轉(zhuan)速）等優點(dian)，它相對比有(you)(you)(you)刷直流(liu)電機體積小(xiao)的多，控(kong)制(zhi)比異步(bu)交流(liu)電機簡單，啟動(dong)轉(zhuan)矩大(da)過載能力強，至于缺點(dian)嘛……就是(shi)比有(you)(you)(you)刷的貴、不好維護。

直流電機(ji)的調速：所謂調速，即通過調節(jie)電機(ji)轉速獲(huo)得所需(xu)扭矩。

直(zhi)流(liu)(liu)（有刷）電(dian)(dian)機通過調節電(dian)(dian)壓(ya)(ya)、串接電(dian)(dian)阻、改變勵磁都可以調速，但是實(shi)際以調節電(dian)(dian)壓(ya)(ya)最(zui)為方便(bian)也最(zui)為常(chang)用(yong)，目前主(zhu)要(yao)使用(yong)PWM調速，PWM其(qi)實(shi)就是通過高(gao)速的(de)(de)開關來(lai)實(shi)現直(zhi)流(liu)(liu)的(de)(de)調壓(ya)(ya)，一個周期內，開的(de)(de)時間(jian)長(chang)，平均電(dian)(dian)壓(ya)(ya)就高(gao)，關的(de)(de)時間(jian)長(chang)，平均電(dian)(dian)壓(ya)(ya)就低(di)，調起來(lai)很方便(bian)，只(zhi)要(yao)開關速度夠(gou)快(kuai)，電(dian)(dian)網的(de)(de)諧(xie)波(bo)就少，且電(dian)(dian)流(liu)(liu)更為連續(xu)。

但是(shi)電(dian)刷和(he)(he)換向器(qi)長(chang)期磨損，同(tong)時在換向的(de)時候有巨(ju)大的(de)電(dian)流變化，非常容易產生火花，換向器(qi)和(he)(he)電(dian)刷限制了(le)直流電(dian)動機的(de)容量和(he)(he)速(su)度(du)，使(shi)得直流電(dian)動機的(de)調(diao)速(su)遇(yu)到了(le)瓶頸。

對于無刷直(zhi)流電(dian)機(ji)，調速的(de)(de)時候表面(mian)上只控制(zhi)了輸入(ru)電(dian)壓(ya)，但電(dian)機(ji)的(de)(de)自(zi)(zi)控變頻調速系統(tong)（無刷直(zhi)流電(dian)機(ji)本身自(zi)(zi)帶(dai)轉(zhuan)子(zi)位(wei)置(zhi)檢測器等轉(zhuan)子(zi)位(wei)置(zhi)信(xin)號(hao)(hao)獲(huo)取裝置(zhi)，使用此裝置(zhi)的(de)(de)轉(zhuan)子(zi)位(wei)置(zhi)信(xin)號(hao)(hao)來(lai)控制(zhi)變壓(ya)變頻調速裝置(zhi)的(de)(de)換相時刻）自(zi)(zi)動根據變壓(ya)控制(zhi)了頻率，用起來(lai)和(he)直(zhi)流（有(you)刷）電(dian)機(ji)幾乎(hu)一樣，非(fei)常方便。

由于轉子采(cai)用永(yong)磁體(ti)，不需要專門的(de)勵磁繞組(zu)，在同(tong)等容量(liang)的(de)情況下，電機體(ti)積(ji)更(geng)小，重量(liang)更(geng)輕，效(xiao)率更(geng)高，結構更(geng)緊湊，運(yun)行(xing)更(geng)可靠，動(dong)態性能(neng)更(geng)好，在電動(dong)汽車的(de)驅動(dong)等方面都(dou)獲得了(le)廣泛的(de)應(ying)用。

交流電(dian)(dian)機(ji)(ji)分為同步電(dian)(dian)機(ji)(ji)和異步電(dian)(dian)機(ji)(ji)，同步電(dian)(dian)機(ji)(ji)多(duo)用于(yu)發電(dian)(dian)機(ji)(ji)，異步電(dian)(dian)機(ji)(ji)多(duo)用于(yu)電(dian)(dian)動(dong)機(ji)(ji)。

電機(ji)的外(wai)殼(ke)是(shi)定(ding)子，定(ding)子上有三(san)相對稱(cheng)交流(liu)繞(rao)組(zu)，由于三(san)相電順序變化，形成一個旋轉的合成磁(ci)場，磁(ci)場的旋轉速(su)度(du)就(jiu)是(shi)同(tong)步轉速(su)。

同步轉速n=60f/p，f是(shi)頻(pin)率，p是(shi)極(ji)對(dui)數，比如對(dui)于接入(ru)電網50Hz的2極(ji)電動機（即極(ji)對(dui)數為(wei)1對(dui)），那么轉速n=60*50/1=3000r/min。

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

異步電機機構簡單，轉子為閉合線圈，比如鼠籠式。

轉(zhuan)子(zi)(zi)線圈將切割旋(xuan)轉(zhuan)磁場，產生(sheng)感(gan)(gan)應電動勢，進而產生(sheng)感(gan)(gan)應電流(liu)，最后產生(sheng)旋(xuan)轉(zhuan)磁場，這(zhe)樣(yang)(yang)轉(zhuan)子(zi)(zi)就變(bian)成了一個電磁鐵，將跟隨定子(zi)(zi)磁場旋(xuan)轉(zhuan)，所以轉(zhuan)子(zi)(zi)的(de)轉(zhuan)速必然＜定子(zi)(zi)的(de)旋(xuan)轉(zhuan)磁場，這(zhe)樣(yang)(yang)才能切割磁感(gan)(gan)線。

即轉(zhuan)子(zi)的(de)異步(bu)轉(zhuan)速(su)(su)＜同步(bu)轉(zhuan)速(su)(su)，轉(zhuan)子(zi)與定子(zi)磁場存在(zai)轉(zhuan)速(su)(su)差，所(suo)以稱之(zhi)為(wei)異步(bu)電機。

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

異步電機空載時轉速(su)高(gao)，有負載時轉速(su)下降。

異(yi)步電動機結構簡單(dan)，維護方便(bian)，運行可靠價格(ge)便(bian)宜，得(de)到(dao)廣泛應用。

同步電機：

如果讓轉(zhuan)(zhuan)子速(su)(su)度(du)=定(ding)子磁(ci)場(chang)旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)速(su)(su)度(du)，就成為了同步(bu)電(dian)機(ji)，此(ci)(ci)時就需要把(ba)定(ding)子變成一個(ge)電(dian)磁(ci)鐵或永磁(ci)鐵，即給(gei)定(ding)子通(tong)電(dian)，此(ci)(ci)時不需要再切割磁(ci)感(gan)線就能旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)，旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)速(su)(su)度(du)與磁(ci)場(chang)旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)速(su)(su)度(du)相同，即形成同步(bu)電(dian)機(ji)。      

同步電(dian)機(ji)(ji)(ji)轉(zhuan)子結構比異步電(dian)機(ji)(ji)(ji)復雜，價(jia)格高，在(zai)生產生活中(zhong)應用不(bu)如異步電(dian)機(ji)(ji)(ji)廣(guang)泛，主(zhu)要用作發電(dian)機(ji)(ji)(ji)上，現在(zai)火(huo)電(dian)站，水電(dian)站、汽(qi)輪(lun)機(ji)(ji)(ji)、水輪(lun)機(ji)(ji)(ji)基(ji)本都是同步電(dian)機(ji)(ji)(ji)。

異步(bu)電(dian)機(ji)的調(diao)(diao)速：理論上(shang)異步(bu)電(dian)動機(ji)控制(zhi)交流電(dian)頻率、電(dian)壓(ya)、或者(zhe)轉子的電(dian)阻、電(dian)機(ji)的磁極(ji)分(fen)布(bu)都可(ke)以調(diao)(diao)速，但是(shi)實際上(shang)實現(xian)無極(ji)調(diao)(diao)速用調(diao)(diao)節頻率和電(dian)壓(ya)的方法實現(xian)。

由(you)于調壓調速(su)范(fan)圍不(bu)大，一般只能用在調速(su)要求不(bu)高的場合，應用并不(bu)廣泛(fan)。      

 變頻調(diao)速：說到變頻，大家可(ke)能都聽說過。

變頻(pin)調速(su)的全稱是變壓變頻(pin)調速(su)（VVVF），也就是在改變頻(pin)率的時候改變電壓，這樣(yang)異步電動機的調速(su)范圍就足(zu)夠大了。

變頻器可以(yi)分為(wei)兩個大(da)類：交交變頻和交直交變頻。

交(jiao)-交(jiao)變(bian)頻：將交(jiao)流(liu)電(dian)直接通過(guo)電(dian)力電(dian)子器件變(bian)換為另(ling)一(yi)(yi)個頻率的交(jiao)流(liu)電(dian)，更高輸出頻率不能超過(guo)輸入頻率的一(yi)(yi)半，所以一(yi)(yi)般只用(yong)在(zai)低轉速、大容(rong)量的系統中，可以省去龐大的齒輪減速箱。

交-直(zhi)-交變(bian)(bian)頻器(qi)將(jiang)交流電(dian)先(xian)整流變(bian)(bian)成直(zhi)流，再通過逆變(bian)(bian)器(qi)變(bian)(bian)成可(ke)控(kong)頻率(lv)和電(dian)壓的(de)交流，配(pei)合(he)PWM技術(shu)，這種變(bian)(bian)頻器(qi)可(ke)以實現大范圍的(de)變(bian)(bian)壓變(bian)(bian)頻。

對于電(dian)動汽車來(lai)講，異步(bu)電(dian)動機皮(pi)實(shi)耐用，過(guo)載(zai)能力強，控制算法又(you)如此成熟(shu)，完全(quan)可(ke)以拿來(lai)用。

同(tong)步(bu)電機(ji)(ji)的調(diao)速(su)：同(tong)步(bu)機(ji)(ji)沒有轉(zhuan)(zhuan)差率，在(zai)結構(gou)確定的情況下，控制電壓不能(neng)(neng)改(gai)變轉(zhuan)(zhuan)速(su)，所以在(zai)變頻器出現之前，同(tong)步(bu)電動機(ji)(ji)是完全不能(neng)(neng)調(diao)速(su)的。

變頻器的出現讓交(jiao)流同(tong)步(bu)電動機也有了(le)巨大的調速范圍(wei)，因(yin)其轉(zhuan)子(zi)也有獨立勵磁（永磁體或者電勵磁），其調速范圍(wei)要比異步(bu)電動機更寬，同(tong)步(bu)電動機煥發了(le)新的生機。    ;   

同步電動機(ji)變壓變頻(pin)調速系(xi)統(tong)可以分為他控(kong)變頻(pin)調速和(he)自控(kong)變頻(pin)調速。

對于(yu)他(ta)控變頻調(diao)速，和異(yi)步電動(dong)(dong)機(ji)的變頻調(diao)速類似，也可以根據其(qi)(qi)數學模型采用SVPWM等控制方式(shi)來實(shi)現控制，其(qi)(qi)性能還要優于(yu)普通交流異(yi)步電動(dong)(dong)機(ji)。

自控(kong)變(bian)頻同(tong)步(bu)電(dian)動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)在(zai)發展過(guo)程中曾經有(you)多種名字，比如(ru)無換(huan)向器電(dian)機(ji)(ji)(ji)(ji)；當采用永(yong)磁體(ti)且輸(shu)入三相正弦波(bo)時，可以稱為正弦波(bo)永(yong)磁同(tong)步(bu)電(dian)動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)；而(er)如(ru)果輸(shu)入方波(bo)，那么就(jiu)(jiu)可以稱為梯形波(bo)永(yong)磁同(tong)步(bu)電(dian)動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)，沒錯，這就(jiu)(jiu)是(shi)類似于(yu)之前(qian)說的(de)的(de)無刷(shua)直(zhi)流(liu)機(ji)(ji)(ji)(ji)（BLDM），大家(jia)是(shi)不(bu)是(shi)感(gan)覺饒了(le)個大圈有(you)轉回去了(le)，但是(shi)你現(xian)在(zai)對于(yu)變(bian)頻變(bian)速(su)的(de)理(li)解(jie)一定(ding)更深一步(bu)了(le)，所以無刷(shua)直(zhi)流(liu)電(dian)機(ji)(ji)(ji)(ji)時采用直(zhi)流(liu)輸(shu)入，但是(shi)使用了(le)同(tong)步(bu)電(dian)機(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)變(bian)頻技(ji)術（結構與永(yong)磁同(tong)步(bu)電(dian)機(ji)(ji)(ji)(ji)相同(tong)），在(zai)Model3上就(jiu)(jiu)采用了(le)直(zhi)流(liu)無刷(shua)電(dian)機(ji)(ji)(ji)(ji)。

單(dan)相(xiang)交(jiao)流(liu)異步電(dian)機——單(dan)相(xiang)交(jiao)流(liu)串勵電(dian)機（有刷）

單相(xiang)交流串(chuan)勵(li)電(dian)(dian)動(dong)機，俗(su)稱串(chuan)勵(li)電(dian)(dian)機或通用(yong)電(dian)(dian)機(UniversalMotor國外(wai)叫法，因交直流通用(yong)而(er)得(de)名(ming))，電(dian)(dian)樞繞組(zu)和勵(li)磁繞組(zu)串(chuan)聯(lian)在一(yi)起工作。

單相串(chuan)勵電動機又叫(jiao)做交直(zhi)(zhi)流兩用串(chuan)勵電動機，它既可(ke)以使(shi)用交流電源工作，也可(ke)以使(shi)用直(zhi)(zhi)流電源工作。

單相串勵(li)電(dian)動機(ji)的優點是由(you)于(yu)它轉速高、起動力矩大(da)、體積小、重量輕、不容易堵轉、適用電(dian)壓范(fan)圍很廣，可以(yi)用調壓的方法來調速，簡單且易于(yu)實現。

因而在電(dian)動工具中得到廣泛的應(ying)用，如角(jiao)磨機、手電(dian)鉆等。

單(dan)相串勵(li)電(dian)機(ji)的(de)結構同直(zhi)流(liu)串勵(li)電(dian)機(ji)十分相似，主要的(de)區別(bie)在于單(dan)相串勵(li)電(dian)機(ji)的(de)定子(zi)鐵心必須由硅鋼片疊壓(ya)而成，而直(zhi)流(liu)的(de)磁極(ji)既可(ke)以(yi)由疊壓(ya)而成，又可(ke)以(yi)做(zuo)成整體結構。

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

單相串勵電(dian)機的(de)電(dian)壓調速方法采用的(de)可(ke)控(kong)移相調壓，利用可(ke)控(kong)硅的(de)觸發電(dian)壓滯后于輸入(ru)電(dian)壓實現對輸入(ru)電(dian)壓的(de)移相觸發。

在實現方法上有硬件和軟件方式。

采用調節(jie)電壓方(fang)(fang)法，采用可控硅(gui)調速技術，具有(you)(you)線路(lu)簡單，元(yuan)件體積小等特(te)點，是一種可控硅(gui)簡單有(you)(you)效(xiao)的方(fang)(fang)法。

(a)交流電流變化曲線;

(b)電流為正半波時(shi)，轉(zhuan)子的旋轉(zhuan)方(fang)向(xiang)  

(c)電(dian)流為負半波(bo)時，轉子的旋轉方向

單相交流異(yi)步電(dian)機——單相交流鼠籠(long)式電(dian)機（無刷）

單相(xiang)電(dian)流通過電(dian)樞繞組時產(chan)生的是脈振磁(ci)場而(er)不是旋轉(zhuan)磁(ci)場，所以單相(xiang)異步電(dian)動(dong)機不能自起(qi)動(dong)。

為了解決起動(dong)(dong)問題，單相(xiang)交(jiao)流供電的異步(bu)電動(dong)(dong)機實際上(shang)往往做成(cheng)兩相(xiang)的。

主繞(rao)組(zu)由單(dan)相電源直接供電；副繞(rao)組(zu)在(zai)空(kong)間上與主繞(rao)組(zu)差90°(電角度，等于(yu)機械角度被電動機磁極(ji)對數除)。

副繞組(zu)串聯(lian)電(dian)(dian)(dian)容或電(dian)(dian)(dian)阻后再接到單相交(jiao)流(liu)電(dian)(dian)(dian)源(yuan)，使其(qi)中通過的(de)電(dian)(dian)(dian)流(liu)和主繞組(zu)中的(de)電(dian)(dian)(dian)流(liu)有(you)一定的(de)相位差(cha)。

使合成磁場成橢圓形旋轉磁場，甚至可能接近于圓形旋轉磁場。

電動(dong)機(ji)因此獲得起動(dong)轉矩。

利用(yong)(yong)電阻分相方法(fa)的電動機價格低(di)廉，例如副繞組用(yong)(yong)較細(xi)的導線繞制即可，但(dan)分相效果較差(cha)，且電阻上要(yao)消(xiao)耗能量。

這種電動(dong)(dong)機(ji)在(zai)起動(dong)(dong)并達到一(yi)定轉速后，通常由裝(zhuang)在(zai)電動(dong)(dong)機(ji)軸上(shang)的離心(xin)式(shi)開(kai)關將副繞組自動(dong)(dong)切(qie)除，以減少電阻上(shang)的損耗、提高運行(xing)效率。

一般用于起(qi)動轉(zhuan)矩要求不高的場合，如小(xiao)型車床、小(xiao)型電冰箱等，缺點是不能調速(su)速(su)。

利用(yong)電容分(fen)相(xiang)，效果較好，有(you)可能在(zai)電動(dong)機某一(yi)工(gong)作點時，使電機合(he)成磁場接(jie)近于圓(yuan)形旋轉磁場，從而獲得較好的工(gong)作特性。