無刷津南電機和有(you)刷電(dian)機(ji)(ji)有(you)什么區(qu)別？同步電(dian)機(ji)(ji)和異步電(dian)機(ji)(ji)有(you)什么區(qu)別？伺(si)(si)服電(dian)機(ji)(ji)是(shi)否(fou)都是(shi)交流電(dian)機(ji)(ji)？伺(si)(si)服電(dian)機(ji)(ji)是(shi)否(fou)都是(shi)同步電(dian)機(ji)(ji)？步進電(dian)機(ji)(ji)屬于直流電(dian)機(ji)(ji)還(huan)是(shi)交流電(dian)機(ji)(ji)？舵機(ji)(ji)是(shi)否(fou)屬于伺(si)(si)服電(dian)機(ji)(ji)等等……

這(zhe)些(xie)問(wen)題，很多老(lao)司機也不一定能(neng)完全解(jie)釋的(de)清楚。針對這(zhe)些(xie)問(wen)題，大家(jia)可(ke)以參考(kao)下面(mian)這(zhe)篇文章學(xue)習，會對電機的(de)分(fen)類、用法、優(you)缺點有更加清晰的(de)理解(jie)。

讀過(guo)中學(xue)(xue)物理的(de)學(xue)(xue)霸學(xue)(xue)渣都(dou)知(zhi)道，為(wei)了研(yan)究(jiu)通(tong)電(dian)導體在磁場(chang)受力(li)的(de)那(nei)點(dian)事，我們把(ba)左手(shou)都(dou)練成(cheng)了斷掌，這也(ye)正是直流(liu)電(dian)機(ji)的(de)原理。

所(suo)有電機(ji)都是(shi)由定(ding)子和轉(zhuan)子組成，在直(zhi)流(liu)電機(ji)中，為(wei)了讓(rang)轉(zhuan)子轉(zhuan)起來，需(xu)要(yao)(yao)不(bu)斷改變(bian)電流(liu)方向，否(fou)則轉(zhuan)子只能轉(zhuan)半圈，這點就像(xiang)自行(xing)車腳踏板。所(suo)以直(zhi)流(liu)電機(ji)需(xu)要(yao)(yao)換向器。

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

有刷(shua)(shua)電(dian)(dian)機(ji)又(you)稱直(zhi)流(liu)電(dian)(dian)機(ji)或(huo)碳刷(shua)(shua)電(dian)(dian)機(ji)，常(chang)說的直(zhi)流(liu)電(dian)(dian)機(ji)就(jiu)是(shi)指有刷(shua)(shua)直(zhi)流(liu)電(dian)(dian)機(ji)，它采用機(ji)械換(huan)向(xiang)(xiang)，外(wai)部(bu)磁極不動內部(bu)線(xian)圈(電(dian)(dian)樞)動，換(huan)向(xiang)(xiang)器和(he)(he)轉(zhuan)子線(xian)圈一起旋轉(zhuan)，電(dian)(dian)刷(shua)(shua)和(he)(he)磁鐵都不動，于(yu)是(shi)換(huan)向(xiang)(xiang)器和(he)(he)電(dian)(dian)刷(shua)(shua)摩擦摩擦，完(wan)成電(dian)(dian)流(liu)方向(xiang)(xiang)的切換(huan)。

有刷電機缺點：

1、機械換向產生的火花引起換向器和電刷摩擦、電磁(ci)干擾、噪聲(sheng)大、壽命短。

2、可靠性差、故(gu)障多，需要經(jing)常維護。

3、由于換向器存在，限制(zhi)(zhi)了轉子慣(guan)量，限制(zhi)(zhi)了更高轉速，影響了動態性能。

既然(ran)它這么多缺點為什(shen)么還被普(pu)遍(bian)應用，因(yin)為它扭力高、結(jie)構簡單容易維(wei)護（即換碳刷）、便宜。

無刷電(dian)(dian)(dian)機(ji)在(zai)(zai)某(mou)些領(ling)域也稱(cheng)直流變頻(pin)電(dian)(dian)(dian)機(ji)（BLDC），它采(cai)用電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)換(huan)向（霍爾傳感器(qi)），線圈(電(dian)(dian)(dian)樞)不動磁極動，此時永磁鐵可以在(zai)(zai)線圈外部(bu)也可以在(zai)(zai)線圈內部(bu)，于是有(you)了(le)外轉子(zi)(zi)無刷電(dian)(dian)(dian)機(ji)和內轉子(zi)(zi)無刷電(dian)(dian)(dian)機(ji)之分。

無刷電(dian)機構造與(yu)永磁(ci)同(tong)步電(dian)機相同(tong)。

不(bu)過，單個的無刷(shua)(shua)電機不(bu)是(shi)一套完整的動力系統，無刷(shua)(shua)基本必(bi)須通過無刷(shua)(shua)控(kong)制(zhi)器也就是(shi)電調的控(kong)制(zhi)才能實現(xian)連續不(bu)斷的運轉(zhuan)。

真正決定其使用性能(neng)的(de)還是(shi)無刷電子調速器（也就是(shi)電調）。

一般地，無刷電機的驅動電流(liu)有兩(liang)種，一種是方波(bo)，另一種是正(zheng)弦波(bo)。

有時候把前一(yi)(yi)種(zhong)叫直流無刷(shua)電(dian)機，后一(yi)(yi)種(zhong)叫交流伺服電(dian)機，確切地講是交流伺服電(dian)動機的一(yi)(yi)種(zhong)。（視(shi)頻傳送門）

無刷電機的運轉(zhuan)方式(shi)不同，有(you)可以分(fen)為內轉(zhuan)子無刷電機和(he)外轉(zhuan)子無刷電機。

內轉子都是三相的 ，價格(ge)較貴。

外轉(zhuan)子通常使用的是單相(xiang)的，價格親民，大批量(liang)生產已經接近碳(tan)刷電(dian)機，因此近年來得(de)到廣泛應用。

外轉(zhuan)子(zi)三相(xiang)的(de)價(jia)(jia)格已經接近內轉(zhuan)子(zi)的(de)價(jia)(jia)格。 

嗯，猜都能猜到，有刷(shua)電機的缺點就是無刷(shua)電機的有點。

它具有高效率(lv)、低(di)能(neng)耗、低(di)噪(zao)音、超長壽命、高可(ke)靠性、可(ke)伺服(fu)控制、無級變頻調速(su)（可(ke)達很(hen)高轉速(su)）等優點(dian)，它相對比(bi)(bi)有刷直流(liu)電(dian)機(ji)體積(ji)小的多(duo)，控制比(bi)(bi)異步交流(liu)電(dian)機(ji)簡(jian)單(dan)，啟動轉矩大過載能(neng)力強，至(zhi)于缺點(dian)嘛……就是比(bi)(bi)有刷的貴、不(bu)好維護。

直(zhi)流電機(ji)的調(diao)速：所謂調(diao)速，即通過調(diao)節電機(ji)轉速獲(huo)得所需扭矩。

直(zhi)流（有刷）電(dian)機通過調(diao)節電(dian)壓(ya)(ya)、串(chuan)接電(dian)阻、改變勵(li)磁都可以調(diao)速(su)，但是實際以調(diao)節電(dian)壓(ya)(ya)最(zui)為(wei)方(fang)(fang)便(bian)也最(zui)為(wei)常(chang)用，目前主要使(shi)用PWM調(diao)速(su)，PWM其(qi)實就(jiu)是通過高速(su)的(de)(de)(de)開(kai)(kai)關(guan)來實現直(zhi)流的(de)(de)(de)調(diao)壓(ya)(ya)，一(yi)個周期內(nei)，開(kai)(kai)的(de)(de)(de)時(shi)間(jian)長(chang)，平(ping)均電(dian)壓(ya)(ya)就(jiu)高，關(guan)的(de)(de)(de)時(shi)間(jian)長(chang)，平(ping)均電(dian)壓(ya)(ya)就(jiu)低(di)，調(diao)起來很方(fang)(fang)便(bian)，只要開(kai)(kai)關(guan)速(su)度夠快(kuai)，電(dian)網(wang)的(de)(de)(de)諧波就(jiu)少，且電(dian)流更為(wei)連續(xu)。

但是(shi)電刷(shua)和(he)換向(xiang)器長期磨損(sun)，同時在換向(xiang)的(de)時候有巨大的(de)電流(liu)變化，非(fei)常容(rong)易產生火花，換向(xiang)器和(he)電刷(shua)限制了直流(liu)電動機的(de)容(rong)量和(he)速度，使得(de)直流(liu)電動機的(de)調速遇(yu)到(dao)了瓶頸。

對(dui)于無(wu)刷(shua)(shua)直流(liu)電(dian)(dian)機，調速(su)的(de)時(shi)候表面上只控(kong)制(zhi)了輸入電(dian)(dian)壓，但電(dian)(dian)機的(de)自控(kong)變頻(pin)調速(su)系統（無(wu)刷(shua)(shua)直流(liu)電(dian)(dian)機本身自帶轉(zhuan)子位置檢測器(qi)等轉(zhuan)子位置信(xin)號(hao)獲取裝置，使用此裝置的(de)轉(zhuan)子位置信(xin)號(hao)來控(kong)制(zhi)變壓變頻(pin)調速(su)裝置的(de)換相(xiang)時(shi)刻）自動根據變壓控(kong)制(zhi)了頻(pin)率，用起來和直流(liu)（有(you)刷(shua)(shua)）電(dian)(dian)機幾乎一樣，非常方便。

由(you)于轉子采用永磁(ci)體(ti)，不需要(yao)專門的勵磁(ci)繞(rao)組，在同等容量的情況下，電機體(ti)積(ji)更(geng)(geng)(geng)小(xiao)，重量更(geng)(geng)(geng)輕，效率更(geng)(geng)(geng)高，結構更(geng)(geng)(geng)緊(jin)湊，運行更(geng)(geng)(geng)可靠，動態性能更(geng)(geng)(geng)好，在電動汽(qi)車的驅動等方面都獲得了廣泛的應用。

交流電(dian)(dian)機(ji)分為同步(bu)電(dian)(dian)機(ji)和(he)異步(bu)電(dian)(dian)機(ji)，同步(bu)電(dian)(dian)機(ji)多(duo)用于發電(dian)(dian)機(ji)，異步(bu)電(dian)(dian)機(ji)多(duo)用于電(dian)(dian)動(dong)機(ji)。

電(dian)機的(de)外殼是(shi)定子，定子上有三(san)相對(dui)稱交流繞組，由于三(san)相電(dian)順序變化，形成一個旋轉的(de)合(he)成磁(ci)場(chang)，磁(ci)場(chang)的(de)旋轉速(su)度(du)就是(shi)同步轉速(su)。

同步轉速(su)(su)n=60f/p，f是(shi)頻率，p是(shi)極對數(shu)，比(bi)如(ru)對于接入電網50Hz的2極電動機（即極對數(shu)為(wei)1對），那么轉速(su)(su)n=60*50/1=3000r/min。

同(tong)理，4極，6極，8極電機同(tong)步轉速為1500，1000,750  。

異步電機機構簡單，轉(zhuan)子為閉合(he)線圈，比如鼠籠式。

轉(zhuan)子(zi)(zi)線圈將(jiang)(jiang)切割旋(xuan)轉(zhuan)磁場，產(chan)生(sheng)感(gan)(gan)應(ying)電(dian)動勢(shi)，進(jin)而產(chan)生(sheng)感(gan)(gan)應(ying)電(dian)流(liu)，最后產(chan)生(sheng)旋(xuan)轉(zhuan)磁場，這樣轉(zhuan)子(zi)(zi)就變成了一個(ge)電(dian)磁鐵，將(jiang)(jiang)跟隨定子(zi)(zi)磁場旋(xuan)轉(zhuan)，所以轉(zhuan)子(zi)(zi)的轉(zhuan)速必然＜定子(zi)(zi)的旋(xuan)轉(zhuan)磁場，這樣才能切割磁感(gan)(gan)線。

即轉(zhuan)(zhuan)子(zi)的異步轉(zhuan)(zhuan)速(su)(su)＜同步轉(zhuan)(zhuan)速(su)(su)，轉(zhuan)(zhuan)子(zi)與定子(zi)磁場存(cun)在轉(zhuan)(zhuan)速(su)(su)差，所以稱之(zhi)為異步電機。

不同廠(chang)家生產(chan)的異(yi)步電(dian)機額(e)定(ding)轉速略有(you)差異(yi)，2極(ji)電(dian)機約2800+r/min，4極(ji)，6極(ji)，8極(ji)異(yi)步約為1400+,950+,700+。

異(yi)步(bu)電機空載(zai)時(shi)轉速高(gao)，有負載(zai)時(shi)轉速下降。

異(yi)步電動機結構簡單，維(wei)護(hu)方(fang)便，運行可靠價格便宜，得到廣泛應(ying)用(yong)。

同步電機：

如果讓轉子速度(du)=定(ding)(ding)子磁(ci)(ci)場旋(xuan)轉速度(du)，就成為(wei)了同步(bu)電(dian)機，此時就需要把定(ding)(ding)子變成一個電(dian)磁(ci)(ci)鐵或永磁(ci)(ci)鐵，即(ji)給定(ding)(ding)子通電(dian)，此時不需要再切割磁(ci)(ci)感(gan)線就能旋(xuan)轉，旋(xuan)轉速度(du)與(yu)磁(ci)(ci)場旋(xuan)轉速度(du)相同，即(ji)形成同步(bu)電(dian)機。      

同步(bu)(bu)電機轉子(zi)結構比(bi)異步(bu)(bu)電機復雜，價格高，在生(sheng)產生(sheng)活中應用(yong)不如異步(bu)(bu)電機廣(guang)泛，主要用(yong)作發電機上，現(xian)在火電站(zhan)，水電站(zhan)、汽輪(lun)(lun)機、水輪(lun)(lun)機基本(ben)都是(shi)同步(bu)(bu)電機。

異(yi)步(bu)電(dian)機(ji)(ji)的(de)(de)調速(su)：理論上(shang)異(yi)步(bu)電(dian)動機(ji)(ji)控制交流電(dian)頻(pin)率、電(dian)壓、或者轉(zhuan)子的(de)(de)電(dian)阻、電(dian)機(ji)(ji)的(de)(de)磁極分布都可以(yi)調速(su)，但是實(shi)際上(shang)實(shi)現無極調速(su)用調節頻(pin)率和(he)電(dian)壓的(de)(de)方(fang)法實(shi)現。

由于調壓調速范圍不(bu)(bu)大，一般只能用(yong)在(zai)調速要求不(bu)(bu)高的場合，應用(yong)并不(bu)(bu)廣(guang)泛。      

 變(bian)頻調(diao)速：說(shuo)到變(bian)頻，大家可能都聽說(shuo)過。

變(bian)(bian)(bian)頻(pin)調速(su)(su)的全稱是變(bian)(bian)(bian)壓(ya)變(bian)(bian)(bian)頻(pin)調速(su)(su)（VVVF），也就(jiu)是在(zai)改(gai)變(bian)(bian)(bian)頻(pin)率的時候改(gai)變(bian)(bian)(bian)電壓(ya)，這樣異步電動機的調速(su)(su)范圍就(jiu)足夠大了(le)。

變(bian)頻(pin)器可(ke)以分為兩個大類：交交變(bian)頻(pin)和交直(zhi)交變(bian)頻(pin)。

交-交變頻(pin)：將交流(liu)電(dian)(dian)直接(jie)通過(guo)(guo)電(dian)(dian)力電(dian)(dian)子器件變換(huan)為另一(yi)(yi)個(ge)頻(pin)率(lv)的(de)交流(liu)電(dian)(dian)，更(geng)高(gao)輸(shu)(shu)出頻(pin)率(lv)不能超過(guo)(guo)輸(shu)(shu)入頻(pin)率(lv)的(de)一(yi)(yi)半，所以一(yi)(yi)般只用在(zai)低(di)轉速、大(da)容量的(de)系(xi)統(tong)中，可以省去龐大(da)的(de)齒輪減速箱。

交(jiao)-直-交(jiao)變頻(pin)器(qi)將(jiang)交(jiao)流電(dian)先整流變成(cheng)直流，再通過逆變器(qi)變成(cheng)可(ke)控頻(pin)率和電(dian)壓的交(jiao)流，配合PWM技術(shu)，這種變頻(pin)器(qi)可(ke)以(yi)實現大范(fan)圍的變壓變頻(pin)。

對于電(dian)動(dong)汽(qi)車來講，異(yi)步(bu)電(dian)動(dong)機(ji)皮實耐用，過載能力強(qiang)，控制算(suan)法又如此成(cheng)熟，完全可以拿來用。

同步(bu)電機(ji)的(de)調速(su)：同步(bu)機(ji)沒有(you)轉(zhuan)差率(lv)，在(zai)結構確定的(de)情況(kuang)下(xia)，控(kong)制(zhi)電壓(ya)不能改變轉(zhuan)速(su)，所(suo)以(yi)在(zai)變頻器(qi)出現之前，同步(bu)電動機(ji)是完全不能調速(su)的(de)。

變頻器(qi)的(de)(de)出現(xian)讓交流(liu)同步電(dian)動(dong)機也有(you)(you)了巨(ju)大(da)的(de)(de)調速(su)范圍(wei)，因(yin)其轉子也有(you)(you)獨立勵磁（永(yong)磁體或(huo)者電(dian)勵磁），其調速(su)范圍(wei)要比(bi)異步電(dian)動(dong)機更寬(kuan)，同步電(dian)動(dong)機煥發(fa)了新(xin)的(de)(de)生(sheng)機。       

同步(bu)電(dian)動(dong)機變(bian)(bian)壓變(bian)(bian)頻調速系統(tong)可以分為他(ta)控(kong)變(bian)(bian)頻調速和自控(kong)變(bian)(bian)頻調速。

對于他(ta)控變頻調速，和異步電動機(ji)的變頻調速類似，也可以根據其數學(xue)模(mo)型(xing)采用SVPWM等(deng)控制(zhi)方式來實(shi)現控制(zhi)，其性能(neng)還要(yao)優(you)于普通(tong)交流異步電動機(ji)。

自控變頻(pin)同(tong)(tong)(tong)步電(dian)(dian)動(dong)機(ji)(ji)在(zai)發展過程中曾經有多種名字，比如無換向(xiang)器電(dian)(dian)機(ji)(ji)；當采用永磁體且輸(shu)(shu)入(ru)三相(xiang)(xiang)正弦波時，可(ke)(ke)以稱為(wei)正弦波永磁同(tong)(tong)(tong)步電(dian)(dian)動(dong)機(ji)(ji)；而(er)如果輸(shu)(shu)入(ru)方波，那么就(jiu)可(ke)(ke)以稱為(wei)梯形波永磁同(tong)(tong)(tong)步電(dian)(dian)動(dong)機(ji)(ji)，沒錯(cuo)，這(zhe)就(jiu)是類似于之前(qian)說的的無刷直(zhi)流(liu)機(ji)(ji)（BLDM），大家是不是感覺饒(rao)了(le)個大圈有轉回去(qu)了(le)，但是你現在(zai)對于變頻(pin)變速(su)的理解一(yi)定更(geng)深(shen)一(yi)步了(le)，所以無刷直(zhi)流(liu)電(dian)(dian)機(ji)(ji)時采用直(zhi)流(liu)輸(shu)(shu)入(ru)，但是使用了(le)同(tong)(tong)(tong)步電(dian)(dian)機(ji)(ji)的變頻(pin)技(ji)術（結構(gou)與永磁同(tong)(tong)(tong)步電(dian)(dian)機(ji)(ji)相(xiang)(xiang)同(tong)(tong)(tong)），在(zai)Model3上就(jiu)采用了(le)直(zhi)流(liu)無刷電(dian)(dian)機(ji)(ji)。

單(dan)相交流(liu)異步電機——單(dan)相交流(liu)串(chuan)勵(li)電機（有刷）

單相交(jiao)流串(chuan)勵電動機，俗稱串(chuan)勵電機或通用電機(UniversalMotor國外叫法，因(yin)交(jiao)直流通用而得名)，電樞繞(rao)組和勵磁(ci)繞(rao)組串(chuan)聯在一(yi)起工作。

單相(xiang)串勵(li)(li)電(dian)動機(ji)又叫做交直(zhi)流(liu)兩用(yong)串勵(li)(li)電(dian)動機(ji)，它既可(ke)以使用(yong)交流(liu)電(dian)源工作(zuo)，也(ye)可(ke)以使用(yong)直(zhi)流(liu)電(dian)源工作(zuo)。

單(dan)相串勵電動機的優點是由于它轉(zhuan)速高、起動力矩大、體積小、重量輕、不容(rong)易堵轉(zhuan)、適用電壓(ya)范圍很廣，可(ke)以用調壓(ya)的方法來調速，簡單(dan)且易于實(shi)現。

因(yin)而(er)在電動工具中得到(dao)廣泛的應(ying)用，如角磨機、手電鉆(zhan)等。

單相(xiang)串(chuan)勵電機(ji)的(de)結構同直流串(chuan)勵電機(ji)十分相(xiang)似(si)，主要的(de)區別在于單相(xiang)串(chuan)勵電機(ji)的(de)定子鐵心必須由硅(gui)鋼片(pian)疊壓而成(cheng)，而直流的(de)磁極既可以由疊壓而成(cheng)，又(you)可以做成(cheng)整體結構。

單相串勵(li)電(dian)(dian)機的調(diao)速，大(da)多數采用調(diao)節(jie)電(dian)(dian)壓(ya)的方法(fa)，就是改變電(dian)(dian)動勢。

單(dan)相串勵電(dian)機(ji)的(de)電(dian)壓(ya)調速方法采用的(de)可控移相調壓(ya)，利用可控硅的(de)觸發電(dian)壓(ya)滯(zhi)后于輸入電(dian)壓(ya)實(shi)現對輸入電(dian)壓(ya)的(de)移相觸發。

在實現方法上(shang)有硬(ying)件和軟件方式(shi)。

采用調節(jie)電壓方法(fa)，采用可(ke)控硅調速技術，具有線路(lu)簡(jian)單(dan)，元件體積(ji)小等特點，是一種可(ke)控硅簡(jian)單(dan)有效的方法(fa)。

(a)交流(liu)電流(liu)變(bian)化曲線;

(b)電流(liu)為正(zheng)半波時(shi)，轉子的旋轉方(fang)向  

(c)電流(liu)為負半波時，轉子的旋轉方向

單(dan)相交(jiao)流異步電機(ji)——單(dan)相交(jiao)流鼠籠式電機(ji)（無刷）

單相電流通過電樞繞組時產(chan)生的是脈(mo)振磁場而不是旋轉磁場，所以單相異步電動機不能自起動。

為了(le)解決(jue)起動問題，單(dan)相(xiang)交(jiao)流供電的異步電動機實際上往往做成兩相(xiang)的。

主繞(rao)組(zu)由單相電源直接供電；副繞(rao)組(zu)在空間上與(yu)主繞(rao)組(zu)差90°(電角度，等于(yu)機械角度被(bei)電動機磁極對數除)。

副(fu)繞(rao)組串聯(lian)電容或電阻后再接到單相交流電源(yuan)，使其中通過的電流和主繞(rao)組中的電流有一定的相位差(cha)。

使合(he)成磁(ci)場(chang)成橢圓形(xing)(xing)旋轉磁(ci)場(chang)，甚至可能接近于圓形(xing)(xing)旋轉磁(ci)場(chang)。

電動機因此(ci)獲得起(qi)動轉矩。

利用(yong)電阻分(fen)相方(fang)法的電動機價(jia)格低廉，例如副繞組用(yong)較(jiao)細(xi)的導線(xian)繞制即(ji)可，但分(fen)相效果較(jiao)差，且電阻上要消(xiao)耗能量。

這種(zhong)電動機(ji)在起動并(bing)達到(dao)一定轉速后(hou)，通常(chang)由裝在電動機(ji)軸上的離心式開關(guan)將副繞組自動切除，以減少電阻上的損耗、提(ti)高運行效率。

一般用于(yu)起動(dong)轉(zhuan)矩要求不高的場合，如小型(xing)車床、小型(xing)電冰箱等，缺點是不能調速速。

利(li)用電容分相，效(xiao)果較好(hao)，有可能在電動機某一工(gong)作點時(shi)，使電機合成(cheng)磁場接近于圓形(xing)旋轉磁場，從而(er)獲(huo)得較好(hao)的工(gong)作特(te)性。