無刷濟南電機和有(you)刷電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)有(you)什(shen)么(me)(me)區(qu)別？同步(bu)電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)和異步(bu)電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)有(you)什(shen)么(me)(me)區(qu)別？伺(si)服(fu)電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)是(shi)(shi)否都(dou)是(shi)(shi)交流電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)？伺(si)服(fu)電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)是(shi)(shi)否都(dou)是(shi)(shi)同步(bu)電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)？步(bu)進電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)屬(shu)于直流電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)還是(shi)(shi)交流電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)？舵(duo)機(ji)(ji)是(shi)(shi)否屬(shu)于伺(si)服(fu)電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)等等……

這些問(wen)題(ti)，很多老司機也不一定能完(wan)全解(jie)釋的(de)清楚。針(zhen)對這些問(wen)題(ti)，大(da)家可以(yi)參(can)考下(xia)面(mian)這篇文(wen)章學習，會(hui)對電機的(de)分類、用法(fa)、優缺點有(you)更加清晰(xi)的(de)理解(jie)。

讀過中學物理的學霸學渣都知道(dao)，為了(le)研究通電導體在磁場(chang)受力(li)的那點事，我們把左(zuo)手都練成了(le)斷掌，這也(ye)正是直流電機(ji)的原理。

所有電(dian)機都是由(you)定(ding)子(zi)和轉子(zi)組成(cheng)，在直(zhi)流電(dian)機中，為了讓轉子(zi)轉起來，需(xu)(xu)要不(bu)斷(duan)改變電(dian)流方向(xiang)，否則轉子(zi)只能(neng)轉半圈，這點就像(xiang)自行車腳踏(ta)板。所以直(zhi)流電(dian)機需(xu)(xu)要換向(xiang)器。

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

有(you)刷電(dian)機又稱直(zhi)流(liu)電(dian)機或(huo)碳刷電(dian)機，常說(shuo)的直(zhi)流(liu)電(dian)機就(jiu)是指有(you)刷直(zhi)流(liu)電(dian)機，它采用機械換(huan)向(xiang)，外部磁(ci)極不(bu)動內部線圈(quan)(電(dian)樞(shu))動，換(huan)向(xiang)器(qi)和(he)轉(zhuan)子線圈(quan)一起(qi)旋轉(zhuan)，電(dian)刷和(he)磁(ci)鐵都不(bu)動，于是換(huan)向(xiang)器(qi)和(he)電(dian)刷摩擦(ca)摩擦(ca)，完成電(dian)流(liu)方向(xiang)的切換(huan)。

有刷電機缺點：

1、機械換向產(chan)生的火花引起換向器和電(dian)刷摩擦(ca)、電(dian)磁干(gan)擾(rao)、噪(zao)聲大、壽(shou)命短。

2、可靠(kao)性差、故障(zhang)多(duo)，需(xu)要經(jing)常維(wei)護。

3、由于換(huan)向器存(cun)在，限(xian)制了轉子(zi)慣(guan)量(liang)，限(xian)制了更高(gao)轉速，影響了動(dong)態(tai)性能。

既然它這么多缺點(dian)為(wei)什(shen)么還(huan)被普遍(bian)應(ying)用，因為(wei)它扭力高、結構簡單容易(yi)維護（即換碳刷(shua)）、便宜。

無刷電(dian)機(ji)(ji)在某些領域也稱直流變頻(pin)電(dian)機(ji)(ji)（BLDC），它采用電(dian)子換向(xiang)（霍(huo)爾傳感器），線圈(quan)(電(dian)樞)不動(dong)磁極(ji)動(dong)，此時永(yong)磁鐵可以在線圈(quan)外部(bu)也可以在線圈(quan)內部(bu)，于是有(you)了外轉子無刷電(dian)機(ji)(ji)和內轉子無刷電(dian)機(ji)(ji)之分。

無刷電機(ji)構造與永磁同步電機(ji)相同。

不過，單(dan)個的無刷(shua)電機(ji)不是一套(tao)完整的動力(li)系統(tong)，無刷(shua)基本必須通過無刷(shua)控(kong)制(zhi)器(qi)也就是電調的控(kong)制(zhi)才能實現連(lian)續不斷的運轉。

真正決定其(qi)使用性(xing)能的還是無刷電子調速(su)器（也就是電調）。

一般(ban)地，無刷電(dian)機的驅動(dong)電(dian)流有兩種，一種是方波，另一種是正弦波。

有時(shi)候把(ba)前(qian)一(yi)種(zhong)叫(jiao)直(zhi)流(liu)(liu)無刷(shua)電機(ji)，后(hou)一(yi)種(zhong)叫(jiao)交(jiao)流(liu)(liu)伺(si)服電機(ji)，確切(qie)地講(jiang)是(shi)交(jiao)流(liu)(liu)伺(si)服電動機(ji)的一(yi)種(zhong)。（視頻傳送門）

無刷電(dian)機的運轉方式不同，有可以分為內轉子無刷電(dian)機和外(wai)轉子無刷電(dian)機。

內轉(zhuan)子都(dou)是(shi)三相的(de) ，價格較貴。

外(wai)轉(zhuan)子通(tong)常使用(yong)的是(shi)單相的，價格親(qin)民，大批量生產(chan)已經接近(jin)碳刷電機，因此(ci)近(jin)年來得到(dao)廣泛應用(yong)。

外(wai)轉子(zi)三相的價格已經接近內(nei)轉子(zi)的價格。 

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

它具有(you)高效(xiao)率、低能耗、低噪音、超長壽(shou)命、高可靠性、可伺服控(kong)制、無(wu)級變頻(pin)調速（可達很高轉速）等優點，它相對比有(you)刷(shua)直流(liu)電機體積小的多，控(kong)制比異步(bu)交流(liu)電機簡單，啟動轉矩大(da)過載(zai)能力強，至于缺(que)點嘛……就(jiu)是比有(you)刷(shua)的貴、不(bu)好維護。

直流電機(ji)的調速(su)：所(suo)謂調速(su)，即通過調節電機(ji)轉速(su)獲得所(suo)需扭矩。

直(zhi)流(liu)（有(you)刷）電(dian)(dian)機通過調(diao)節電(dian)(dian)壓(ya)(ya)、串接電(dian)(dian)阻(zu)、改變(bian)勵(li)磁(ci)都可以(yi)調(diao)速，但是實(shi)際以(yi)調(diao)節電(dian)(dian)壓(ya)(ya)最(zui)為方(fang)便(bian)(bian)也最(zui)為常用，目(mu)前主要使用PWM調(diao)速，PWM其實(shi)就是通過高(gao)(gao)速的(de)開關(guan)來(lai)實(shi)現直(zhi)流(liu)的(de)調(diao)壓(ya)(ya)，一個周期內，開的(de)時間長，平均電(dian)(dian)壓(ya)(ya)就高(gao)(gao)，關(guan)的(de)時間長，平均電(dian)(dian)壓(ya)(ya)就低，調(diao)起來(lai)很(hen)方(fang)便(bian)(bian)，只要開關(guan)速度夠快(kuai)，電(dian)(dian)網的(de)諧波就少，且(qie)電(dian)(dian)流(liu)更為連續。

但是電刷和換向器(qi)長期磨(mo)損，同時在(zai)換向的(de)時候有巨大(da)的(de)電流變化，非(fei)常容易產生火花，換向器(qi)和電刷限制了直流電動(dong)機(ji)的(de)容量和速度，使得(de)直流電動(dong)機(ji)的(de)調(diao)速遇到了瓶頸。

對于(yu)無刷直流電(dian)(dian)機(ji)，調速的時(shi)候表面上只控(kong)制(zhi)了輸入電(dian)(dian)壓(ya)，但電(dian)(dian)機(ji)的自控(kong)變(bian)頻(pin)調速系統（無刷直流電(dian)(dian)機(ji)本身自帶轉(zhuan)子位置(zhi)(zhi)檢測(ce)器等轉(zhuan)子位置(zhi)(zhi)信號獲取(qu)裝置(zhi)(zhi)，使用此裝置(zhi)(zhi)的轉(zhuan)子位置(zhi)(zhi)信號來控(kong)制(zhi)變(bian)壓(ya)變(bian)頻(pin)調速裝置(zhi)(zhi)的換相時(shi)刻）自動根據變(bian)壓(ya)控(kong)制(zhi)了頻(pin)率，用起來和直流（有刷）電(dian)(dian)機(ji)幾乎一樣，非(fei)常方(fang)便。

由于(yu)轉子采用(yong)永磁體，不需要專門的(de)勵(li)磁繞組(zu)，在(zai)同等容量的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)，電(dian)機體積更小，重量更輕，效率更高，結(jie)構(gou)更緊湊，運行(xing)更可靠，動態性能更好，在(zai)電(dian)動汽車的(de)驅動等方面都獲(huo)得(de)了廣泛(fan)的(de)應用(yong)。

交流(liu)電(dian)(dian)機(ji)分為(wei)同步電(dian)(dian)機(ji)和(he)異(yi)步電(dian)(dian)機(ji)，同步電(dian)(dian)機(ji)多用于(yu)發電(dian)(dian)機(ji)，異(yi)步電(dian)(dian)機(ji)多用于(yu)電(dian)(dian)動機(ji)。

電(dian)機的外殼是(shi)定(ding)子，定(ding)子上(shang)有三相對稱交流繞組(zu)，由于三相電(dian)順序變(bian)化，形成一個旋(xuan)轉的合成磁(ci)場，磁(ci)場的旋(xuan)轉速度就(jiu)是(shi)同步轉速。

同步轉(zhuan)速n=60f/p，f是頻率(lv)，p是極對數，比如(ru)對于接(jie)入電網50Hz的2極電動機（即(ji)極對數為(wei)1對），那么(me)轉(zhuan)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(dan)，轉子為閉合(he)線圈(quan)，比如鼠籠式。

轉(zhuan)子(zi)線圈將切割(ge)旋(xuan)轉(zhuan)磁場，產生感應電(dian)動勢，進(jin)而產生感應電(dian)流，最后產生旋(xuan)轉(zhuan)磁場，這樣(yang)轉(zhuan)子(zi)就變(bian)成(cheng)了一個電(dian)磁鐵，將跟隨(sui)定子(zi)磁場旋(xuan)轉(zhuan)，所以(yi)轉(zhuan)子(zi)的轉(zhuan)速(su)必然＜定子(zi)的旋(xuan)轉(zhuan)磁場，這樣(yang)才能切割(ge)磁感線。

即轉(zhuan)(zhuan)子的異步(bu)轉(zhuan)(zhuan)速(su)＜同步(bu)轉(zhuan)(zhuan)速(su)，轉(zhuan)(zhuan)子與定子磁場存在轉(zhuan)(zhuan)速(su)差，所以稱之(zhi)為異步(bu)電機。

不同廠家生(sheng)產的異(yi)(yi)步電(dian)機(ji)(ji)額定轉速(su)略有差異(yi)(yi)，2極(ji)電(dian)機(ji)(ji)約2800+r/min，4極(ji)，6極(ji)，8極(ji)異(yi)(yi)步約為(wei)1400+,950+,700+。

異(yi)步電機空載時轉速高，有負載時轉速下降。

異步電動機結構簡單，維護方便，運行可(ke)靠價格便宜(yi)，得到(dao)廣泛應用。

同步電機：

如果(guo)讓轉子(zi)速(su)度=定(ding)子(zi)磁(ci)場(chang)旋轉速(su)度，就成為(wei)了(le)同(tong)步(bu)電機，此時(shi)就需要把(ba)定(ding)子(zi)變成一(yi)個電磁(ci)鐵或永磁(ci)鐵，即給定(ding)子(zi)通電，此時(shi)不需要再切割(ge)磁(ci)感線就能旋轉，旋轉速(su)度與磁(ci)場(chang)旋轉速(su)度相同(tong)，即形成同(tong)步(bu)電機。      

同步電(dian)機(ji)(ji)轉子結構比異(yi)步電(dian)機(ji)(ji)復雜(za)，價格高，在生產生活中應用(yong)不如異(yi)步電(dian)機(ji)(ji)廣泛，主要用(yong)作(zuo)發電(dian)機(ji)(ji)上(shang)，現在火電(dian)站，水電(dian)站、汽輪機(ji)(ji)、水輪機(ji)(ji)基本(ben)都是同步電(dian)機(ji)(ji)。

異步(bu)電機(ji)的(de)調速(su)(su)(su)：理論上異步(bu)電動(dong)機(ji)控制交流電頻(pin)率、電壓(ya)(ya)、或者轉子的(de)電阻、電機(ji)的(de)磁極分布(bu)都可以調速(su)(su)(su)，但是實(shi)際上實(shi)現無極調速(su)(su)(su)用調節(jie)頻(pin)率和電壓(ya)(ya)的(de)方法實(shi)現。

由(you)于調(diao)壓調(diao)速范圍(wei)不(bu)大(da)，一(yi)般只能用在(zai)調(diao)速要求不(bu)高的(de)場(chang)合(he)，應用并不(bu)廣泛。      

 變頻調速：說到變頻，大家可能都聽說過。

變(bian)(bian)頻調速的(de)全稱是(shi)變(bian)(bian)壓(ya)變(bian)(bian)頻調速（VVVF），也就是(shi)在(zai)改(gai)變(bian)(bian)頻率的(de)時候(hou)改(gai)變(bian)(bian)電(dian)壓(ya)，這樣(yang)異步電(dian)動機(ji)的(de)調速范圍(wei)就足夠大了(le)。

變頻(pin)器(qi)可以分為兩個大類：交(jiao)(jiao)交(jiao)(jiao)變頻(pin)和交(jiao)(jiao)直交(jiao)(jiao)變頻(pin)。

交(jiao)-交(jiao)變頻(pin)：將交(jiao)流電(dian)直(zhi)接通過電(dian)力電(dian)子器件變換為另一個頻(pin)率(lv)的(de)(de)交(jiao)流電(dian)，更(geng)高輸出頻(pin)率(lv)不能(neng)超過輸入頻(pin)率(lv)的(de)(de)一半，所以一般只用在低(di)轉速、大容量(liang)的(de)(de)系統中，可以省去龐(pang)大的(de)(de)齒輪減速箱(xiang)。

交-直-交變(bian)(bian)頻(pin)(pin)器(qi)將交流電先整流變(bian)(bian)成(cheng)直流，再通過逆變(bian)(bian)器(qi)變(bian)(bian)成(cheng)可控頻(pin)(pin)率和電壓(ya)的(de)交流，配合(he)PWM技術，這種(zhong)變(bian)(bian)頻(pin)(pin)器(qi)可以實現大(da)范圍(wei)的(de)變(bian)(bian)壓(ya)變(bian)(bian)頻(pin)(pin)。

對于(yu)電動汽(qi)車來講，異步電動機皮實耐用，過載能力強，控(kong)制算法又如(ru)此成熟(shu)，完(wan)全可以拿來用。

同(tong)步電機的(de)調速(su)：同(tong)步機沒有轉(zhuan)差率(lv)，在結構(gou)確定的(de)情況(kuang)下，控制電壓不(bu)能改(gai)變轉(zhuan)速(su)，所(suo)以在變頻(pin)器出現之前，同(tong)步電動機是完全不(bu)能調速(su)的(de)。

變頻器的出現讓交流同步(bu)電動(dong)機也(ye)有了(le)巨大的調(diao)速范圍(wei)，因其(qi)轉子也(ye)有獨(du)立勵(li)磁(ci)（永(yong)磁(ci)體或者電勵(li)磁(ci)），其(qi)調(diao)速范圍(wei)要比異步(bu)電動(dong)機更寬，同步(bu)電動(dong)機煥發了(le)新的生機。       

同步電(dian)動(dong)機變(bian)(bian)(bian)壓變(bian)(bian)(bian)頻調(diao)速(su)(su)系統可以分為他控變(bian)(bian)(bian)頻調(diao)速(su)(su)和自控變(bian)(bian)(bian)頻調(diao)速(su)(su)。

對于他控變(bian)頻(pin)調速，和異步電動(dong)機的(de)變(bian)頻(pin)調速類似，也(ye)可(ke)以根據(ju)其數學(xue)模型采用(yong)SVPWM等(deng)控制方式來(lai)實現(xian)控制，其性能還要優(you)于普通交流異步電動(dong)機。

自控變頻(pin)同(tong)步(bu)(bu)電動(dong)(dong)機(ji)在(zai)發展過程中曾(ceng)經有(you)多種(zhong)名字(zi)，比如(ru)無換向器電機(ji)；當(dang)采用(yong)(yong)永(yong)磁體且(qie)輸(shu)入(ru)三相(xiang)(xiang)正弦(xian)波(bo)時，可以(yi)稱為正弦(xian)波(bo)永(yong)磁同(tong)步(bu)(bu)電動(dong)(dong)機(ji)；而如(ru)果(guo)輸(shu)入(ru)方(fang)波(bo)，那(nei)么就可以(yi)稱為梯形(xing)波(bo)永(yong)磁同(tong)步(bu)(bu)電動(dong)(dong)機(ji)，沒錯，這(zhe)就是(shi)類似于之(zhi)前說的(de)的(de)無刷(shua)直(zhi)流(liu)(liu)機(ji)（BLDM），大(da)家(jia)是(shi)不是(shi)感覺饒了(le)個大(da)圈有(you)轉回去了(le)，但(dan)是(shi)你現在(zai)對于變頻(pin)變速的(de)理(li)解(jie)一定(ding)更(geng)深一步(bu)(bu)了(le)，所以(yi)無刷(shua)直(zhi)流(liu)(liu)電機(ji)時采用(yong)(yong)直(zhi)流(liu)(liu)輸(shu)入(ru)，但(dan)是(shi)使用(yong)(yong)了(le)同(tong)步(bu)(bu)電機(ji)的(de)變頻(pin)技(ji)術（結構與永(yong)磁同(tong)步(bu)(bu)電機(ji)相(xiang)(xiang)同(tong)），在(zai)Model3上就采用(yong)(yong)了(le)直(zhi)流(liu)(liu)無刷(shua)電機(ji)。

單相交流異(yi)步電機(ji)——單相交流串(chuan)勵(li)電機(ji)（有刷）

單(dan)相交流串(chuan)(chuan)勵(li)電動機，俗稱(cheng)串(chuan)(chuan)勵(li)電機或通用電機(UniversalMotor國外叫法，因(yin)交直(zhi)流通用而得(de)名)，電樞繞(rao)組和勵(li)磁繞(rao)組串(chuan)(chuan)聯在一起(qi)工(gong)作。

單相串勵(li)電動機(ji)又叫(jiao)做交直流(liu)兩(liang)用串勵(li)電動機(ji)，它既可以使用交流(liu)電源(yuan)工作，也可以使用直流(liu)電源(yuan)工作。

單(dan)相(xiang)串勵電動機的優點是由于它轉(zhuan)速(su)(su)高、起動力(li)矩大、體積小、重量(liang)輕(qing)、不(bu)容易堵轉(zhuan)、適用電壓(ya)范圍(wei)很廣(guang)，可以用調壓(ya)的方法(fa)來調速(su)(su)，簡單(dan)且易于實現。

因而在電(dian)動工具(ju)中得(de)到廣(guang)泛的應用，如角(jiao)磨機、手(shou)電(dian)鉆等。

單(dan)相(xiang)串勵(li)電(dian)(dian)機(ji)的結構(gou)同直流(liu)串勵(li)電(dian)(dian)機(ji)十分相(xiang)似，主要的區別(bie)在于單(dan)相(xiang)串勵(li)電(dian)(dian)機(ji)的定子鐵(tie)心必須由硅鋼片疊(die)壓而成，而直流(liu)的磁極既可以(yi)由疊(die)壓而成，又可以(yi)做(zuo)成整體結構(gou)。

單相串(chuan)勵電機(ji)的(de)調(diao)速，大多數采用(yong)調(diao)節電壓的(de)方(fang)法，就是改(gai)變電動勢。

單相串勵電(dian)機的電(dian)壓(ya)(ya)調速方法采用的可控移相調壓(ya)(ya)，利(li)用可控硅(gui)的觸發電(dian)壓(ya)(ya)滯后于輸入電(dian)壓(ya)(ya)實現對輸入電(dian)壓(ya)(ya)的移相觸發。

在(zai)實現方法上(shang)有硬件(jian)和軟件(jian)方式。

采用(yong)調節(jie)電壓方法(fa)，采用(yong)可控(kong)硅(gui)調速技術(shu)，具有線路簡單，元件體積小(xiao)等特點，是一種可控(kong)硅(gui)簡單有效的方法(fa)。

(a)交流(liu)電流(liu)變化曲線(xian);

(b)電流為正半(ban)波(bo)時，轉子(zi)的旋轉方向  

(c)電流(liu)為負(fu)半波時，轉子(zi)的旋(xuan)轉方向

單(dan)相(xiang)交流異步電機(ji)——單(dan)相(xiang)交流鼠籠式電機(ji)（無刷(shua)）

單相電(dian)流通(tong)過電(dian)樞繞(rao)組時產生的是脈(mo)振磁(ci)場(chang)(chang)而不是旋(xuan)轉磁(ci)場(chang)(chang)，所以單相異步電(dian)動機不能(neng)自起動。

為(wei)了解決起動(dong)問題(ti)，單相交流供電的異(yi)步電動(dong)機實際上(shang)往往做成兩相的。

主繞組(zu)由單(dan)相電源直接(jie)供電；副繞組(zu)在(zai)空間(jian)上與主繞組(zu)差90°(電角度(du)，等(deng)于機(ji)(ji)械角度(du)被電動機(ji)(ji)磁(ci)極對(dui)數除(chu))。

副繞(rao)組串聯(lian)電(dian)容或電(dian)阻后再(zai)接(jie)到單相交流(liu)電(dian)源，使(shi)其中通過的(de)電(dian)流(liu)和主(zhu)繞(rao)組中的(de)電(dian)流(liu)有一定的(de)相位差。

使合成磁場(chang)成橢(tuo)圓形(xing)旋轉磁場(chang)，甚至可能接近于圓形(xing)旋轉磁場(chang)。

電動機因此獲得起動轉矩。

利用(yong)電阻分相(xiang)方法的電動機價(jia)格(ge)低廉(lian)，例如副繞(rao)組用(yong)較細的導線繞(rao)制即可(ke)，但分相(xiang)效果(guo)較差，且電阻上要(yao)消耗(hao)能量。

這種電動(dong)(dong)機在(zai)起(qi)動(dong)(dong)并達(da)到一定轉速后，通常由(you)裝在(zai)電動(dong)(dong)機軸上的離心(xin)式開(kai)關將副繞組(zu)自動(dong)(dong)切除，以減少電阻上的損耗、提高運行效率。

一般用于(yu)起動轉矩要求不(bu)高(gao)的場合(he)，如小(xiao)型車(che)床、小(xiao)型電冰(bing)箱(xiang)等，缺點(dian)是不(bu)能調(diao)速(su)速(su)。

利用電容(rong)分相，效果較(jiao)好(hao)，有可能(neng)在電動機某一工(gong)作點時，使電機合(he)成磁場接近(jin)于圓(yuan)形旋轉磁場，從而獲得(de)較(jiao)好(hao)的工(gong)作特(te)性。