無刷金山電機和有(you)刷電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)機有(you)什么(me)區別？同(tong)步電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)機和異步電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)機有(you)什么(me)區別？伺(si)(si)服電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)機是(shi)否都是(shi)交流電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)機？伺(si)(si)服電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)機是(shi)否都是(shi)同(tong)步電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)機？步進(jin)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)機屬(shu)于(yu)直流電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)機還(huan)是(shi)交流電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)機？舵機是(shi)否屬(shu)于(yu)伺(si)(si)服電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)機等等……

這(zhe)些(xie)問題，很多老司機也(ye)不一(yi)定能完全(quan)解釋(shi)的(de)清楚。針對這(zhe)些(xie)問題，大家可以(yi)參考(kao)下面這(zhe)篇文章學習，會對電機的(de)分(fen)類(lei)、用法、優缺點有更加清晰(xi)的(de)理解。

讀過中學(xue)物理(li)(li)的學(xue)霸學(xue)渣都知道，為(wei)了(le)研究通電導體在磁場受力(li)的那點事，我們把左手(shou)都練成了(le)斷掌(zhang)，這也正(zheng)是直流電機的原理(li)(li)。

所(suo)有電(dian)機(ji)都是由(you)定(ding)子和(he)轉(zhuan)子組成，在直(zhi)流電(dian)機(ji)中(zhong)，為了讓轉(zhuan)子轉(zhuan)起來(lai)，需要(yao)不斷改變電(dian)流方向，否則(ze)轉(zhuan)子只(zhi)能轉(zhuan)半圈，這點就像自行(xing)車腳踏(ta)板。所(suo)以直(zhi)流電(dian)機(ji)需要(yao)換(huan)向器(qi)。

廣義的直流電機(ji)包(bao)括(kuo)有刷電機(ji)和無刷電機(ji)。

有刷電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)又稱直(zhi)(zhi)流(liu)電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)或碳刷電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)，常說的直(zhi)(zhi)流(liu)電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)就是(shi)指有刷直(zhi)(zhi)流(liu)電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)，它采用機(ji)(ji)械換(huan)向，外部磁極不(bu)動內部線圈(quan)(電(dian)(dian)(dian)樞)動，換(huan)向器(qi)和轉(zhuan)子線圈(quan)一(yi)起旋轉(zhuan)，電(dian)(dian)(dian)刷和磁鐵都不(bu)動，于是(shi)換(huan)向器(qi)和電(dian)(dian)(dian)刷摩(mo)擦摩(mo)擦，完成(cheng)電(dian)(dian)(dian)流(liu)方向的切(qie)換(huan)。

有刷電機缺點：

1、機(ji)械換向產(chan)生的(de)火(huo)花引起換向器和(he)電刷摩(mo)擦、電磁干擾、噪聲大、壽命(ming)短。

2、可靠性差、故障多(duo)，需(xu)要經常維護。

3、由于換向器(qi)存(cun)在，限制(zhi)了(le)轉子慣量，限制(zhi)了(le)更(geng)高轉速，影響了(le)動態性能(neng)。

既然它(ta)這么多缺點為什(shen)么還被普(pu)遍應用，因(yin)為它(ta)扭(niu)力(li)高、結構(gou)簡單容(rong)易(yi)維護（即(ji)換碳刷）、便(bian)宜。

無刷電(dian)機(ji)在(zai)某些領域也稱直流變頻電(dian)機(ji)（BLDC），它采(cai)用電(dian)子換(huan)向（霍爾傳(chuan)感器(qi)），線(xian)圈(電(dian)樞(shu))不動(dong)(dong)磁(ci)極(ji)動(dong)(dong)，此時永磁(ci)鐵可(ke)以在(zai)線(xian)圈外(wai)部(bu)也可(ke)以在(zai)線(xian)圈內(nei)部(bu)，于是(shi)有(you)了外(wai)轉子無刷電(dian)機(ji)和內(nei)轉子無刷電(dian)機(ji)之分。

無刷(shua)電(dian)機構造與永磁(ci)同步電(dian)機相同。

不過，單(dan)個的無(wu)刷(shua)電(dian)機不是一套完(wan)整的動力系統，無(wu)刷(shua)基本(ben)必須通(tong)過無(wu)刷(shua)控制器也就是電(dian)調的控制才能實現連(lian)續(xu)不斷的運轉。

真正(zheng)決定其使用性能的還是無刷電(dian)(dian)子調速器(qi)（也就是電(dian)(dian)調）。

一般地，無(wu)刷電機的驅動(dong)電流有兩種，一種是方波，另一種是正弦波。

有時候把前(qian)一種(zhong)叫直流無刷電(dian)機，后一種(zhong)叫交(jiao)流伺服電(dian)機，確切地講是交(jiao)流伺服電(dian)動機的(de)一種(zhong)。（視頻傳送門）

無(wu)刷電機的運轉(zhuan)方式(shi)不同，有可以分為內轉(zhuan)子無(wu)刷電機和外轉(zhuan)子無(wu)刷電機。

內轉子(zi)都是三相的 ，價格較貴。

外轉子(zi)通常使用的是單(dan)相的，價格親(qin)民，大批量(liang)生產(chan)已經(jing)接(jie)近碳(tan)刷電(dian)機，因此近年來得到(dao)廣泛應用。

外轉子三相的價格已(yi)經接近內轉子的價格。 

嗯(ng)，猜都能(neng)猜到，有刷電(dian)機的缺點就是無刷電(dian)機的有點。

它具有高(gao)效(xiao)率、低能(neng)耗、低噪(zao)音、超長壽命、高(gao)可靠性、可伺服(fu)控(kong)(kong)制(zhi)、無(wu)級變頻調速(su)(su)（可達很高(gao)轉速(su)(su)）等優點(dian)，它相對比有刷(shua)直流(liu)電機(ji)體(ti)積(ji)小的(de)多，控(kong)(kong)制(zhi)比異步交流(liu)電機(ji)簡單，啟動轉矩大(da)過(guo)載能(neng)力強(qiang)，至于缺(que)點(dian)嘛……就是比有刷(shua)的(de)貴、不(bu)好(hao)維護。

直(zhi)流電機的調(diao)(diao)速(su)：所(suo)謂調(diao)(diao)速(su)，即通(tong)過調(diao)(diao)節電機轉(zhuan)速(su)獲得所(suo)需(xu)扭矩。

直流(liu)（有刷）電(dian)(dian)機通過調(diao)(diao)(diao)節電(dian)(dian)壓、串接電(dian)(dian)阻(zu)、改變勵磁都可以調(diao)(diao)(diao)速(su)，但是實(shi)際以調(diao)(diao)(diao)節電(dian)(dian)壓最為方便也最為常用，目前主(zhu)要(yao)使用PWM調(diao)(diao)(diao)速(su)，PWM其實(shi)就(jiu)是通過高速(su)的開(kai)關(guan)來(lai)(lai)實(shi)現直流(liu)的調(diao)(diao)(diao)壓，一個周期內，開(kai)的時間長(chang)，平(ping)均電(dian)(dian)壓就(jiu)高，關(guan)的時間長(chang)，平(ping)均電(dian)(dian)壓就(jiu)低，調(diao)(diao)(diao)起(qi)來(lai)(lai)很方便，只要(yao)開(kai)關(guan)速(su)度夠快，電(dian)(dian)網的諧(xie)波就(jiu)少，且電(dian)(dian)流(liu)更為連續。

但是(shi)電(dian)刷和換向器長期(qi)磨損，同時(shi)在換向的(de)時(shi)候(hou)有巨(ju)大的(de)電(dian)流變化，非常容(rong)易產生火花(hua)，換向器和電(dian)刷限(xian)制了直(zhi)流電(dian)動機(ji)的(de)容(rong)量和速度(du)，使得直(zhi)流電(dian)動機(ji)的(de)調速遇(yu)到(dao)了瓶(ping)頸(jing)。

對于無(wu)刷(shua)(shua)直(zhi)(zhi)流(liu)電(dian)(dian)機(ji)，調速(su)(su)的時候表面(mian)上只(zhi)控制了(le)輸入電(dian)(dian)壓(ya)(ya)，但電(dian)(dian)機(ji)的自控變(bian)頻(pin)(pin)調速(su)(su)系統(tong)（無(wu)刷(shua)(shua)直(zhi)(zhi)流(liu)電(dian)(dian)機(ji)本身自帶(dai)轉(zhuan)子位(wei)置檢測(ce)器(qi)等轉(zhuan)子位(wei)置信(xin)號獲取(qu)裝(zhuang)置，使用此裝(zhuang)置的轉(zhuan)子位(wei)置信(xin)號來控制變(bian)壓(ya)(ya)變(bian)頻(pin)(pin)調速(su)(su)裝(zhuang)置的換相時刻）自動(dong)根(gen)據(ju)變(bian)壓(ya)(ya)控制了(le)頻(pin)(pin)率(lv)，用起來和直(zhi)(zhi)流(liu)（有刷(shua)(shua)）電(dian)(dian)機(ji)幾乎一樣，非常方便(bian)。

由于轉子(zi)采(cai)用永磁(ci)體，不(bu)需要專門的(de)勵磁(ci)繞組(zu)，在(zai)同等容量(liang)的(de)情況(kuang)下，電機體積更小，重(zhong)量(liang)更輕(qing)，效(xiao)率更高(gao)，結(jie)構更緊湊，運行更可(ke)靠，動(dong)態性能更好，在(zai)電動(dong)汽車的(de)驅動(dong)等方(fang)面都獲得了廣(guang)泛(fan)的(de)應用。

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)多用于(yu)發電(dian)(dian)機(ji)(ji)，異步電(dian)(dian)機(ji)(ji)多用于(yu)電(dian)(dian)動機(ji)(ji)。

電機的(de)外殼(ke)是定子(zi)，定子(zi)上有三(san)相(xiang)對稱交流繞(rao)組，由于三(san)相(xiang)電順序(xu)變化，形成一個旋轉的(de)合成磁場(chang)，磁場(chang)的(de)旋轉速(su)度(du)就是同步轉速(su)。

同步轉速n=60f/p，f是(shi)頻(pin)率，p是(shi)極對數(shu)，比如對于接(jie)入電網50Hz的2極電動(dong)機（即極對數(shu)為1對），那么轉速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(bu)電機機構簡單(dan)，轉子為閉(bi)合(he)線圈，比如(ru)鼠籠式(shi)。

轉子線圈將切割旋(xuan)轉磁(ci)場(chang)，產生(sheng)感應(ying)電(dian)(dian)(dian)動勢，進而產生(sheng)感應(ying)電(dian)(dian)(dian)流(liu)，最后產生(sheng)旋(xuan)轉磁(ci)場(chang)，這(zhe)樣轉子就變成(cheng)了一個(ge)電(dian)(dian)(dian)磁(ci)鐵，將跟隨(sui)定子磁(ci)場(chang)旋(xuan)轉，所以轉子的轉速(su)必然＜定子的旋(xuan)轉磁(ci)場(chang)，這(zhe)樣才能切割磁(ci)感線。

即轉子的(de)異(yi)步(bu)轉速(su)＜同(tong)步(bu)轉速(su)，轉子與定子磁場存在轉速(su)差，所以稱之為異(yi)步(bu)電(dian)機。

不同廠家生(sheng)產的異步電機(ji)額定轉速略有差異，2極(ji)電機(ji)約(yue)(yue)2800+r/min，4極(ji)，6極(ji)，8極(ji)異步約(yue)(yue)為1400+,950+,700+。

異步電機(ji)空載時轉(zhuan)速高，有(you)負載時轉(zhuan)速下降(jiang)。

異步電動機結構簡單，維護方便，運行(xing)可靠價格便宜(yi)，得到廣(guang)泛(fan)應(ying)用。

同步電機：

如果(guo)讓轉(zhuan)(zhuan)子速度=定(ding)(ding)子磁(ci)(ci)場旋轉(zhuan)(zhuan)速度，就成為了(le)同步(bu)電(dian)(dian)機，此(ci)時就需要(yao)把定(ding)(ding)子變成一個電(dian)(dian)磁(ci)(ci)鐵或(huo)永磁(ci)(ci)鐵，即給(gei)定(ding)(ding)子通電(dian)(dian)，此(ci)時不需要(yao)再(zai)切割磁(ci)(ci)感(gan)線就能旋轉(zhuan)(zhuan)，旋轉(zhuan)(zhuan)速度與磁(ci)(ci)場旋轉(zhuan)(zhuan)速度相(xiang)同，即形成同步(bu)電(dian)(dian)機。      

同步電機(ji)轉子結構(gou)比異步電機(ji)復雜，價格高，在生產生活中應用不如異步電機(ji)廣泛，主要用作發電機(ji)上，現在火電站，水(shui)電站、汽輪機(ji)、水(shui)輪機(ji)基(ji)本都是(shi)同步電機(ji)。

異步電(dian)機的調速：理論上異步電(dian)動機控制(zhi)交流電(dian)頻(pin)率、電(dian)壓(ya)、或者轉子(zi)的電(dian)阻、電(dian)機的磁極分(fen)布都可以調速，但是實際(ji)上實現(xian)無極調速用調節(jie)頻(pin)率和電(dian)壓(ya)的方(fang)法實現(xian)。

由于調(diao)壓調(diao)速(su)范圍不大，一般只能用在(zai)調(diao)速(su)要求(qiu)不高的場合，應用并不廣泛。      

 變頻調速：說到變頻，大家可能都(dou)聽說過。

變頻調(diao)(diao)速的(de)全稱是變壓變頻調(diao)(diao)速（VVVF），也就是在改(gai)變頻率(lv)的(de)時候改(gai)變電壓，這(zhe)樣異(yi)步電動機的(de)調(diao)(diao)速范(fan)圍(wei)就足夠大了(le)。

變頻器可(ke)以分為兩個大(da)類(lei)：交交變頻和交直(zhi)交變頻。

交-交變頻(pin)(pin)：將交流(liu)電直接通(tong)過電力電子(zi)器件變換為另一(yi)(yi)個頻(pin)(pin)率(lv)的(de)(de)(de)交流(liu)電，更高輸(shu)出頻(pin)(pin)率(lv)不能超過輸(shu)入頻(pin)(pin)率(lv)的(de)(de)(de)一(yi)(yi)半，所以(yi)一(yi)(yi)般只用在(zai)低(di)轉速、大容量的(de)(de)(de)系統中(zhong)，可以(yi)省去龐(pang)大的(de)(de)(de)齒輪減(jian)速箱。

交-直-交變頻器(qi)(qi)將交流電(dian)先整流變成(cheng)直流，再通過逆變器(qi)(qi)變成(cheng)可(ke)控頻率和電(dian)壓的(de)交流，配合(he)PWM技術，這(zhe)種(zhong)變頻器(qi)(qi)可(ke)以(yi)實現大(da)范圍的(de)變壓變頻。

對于電(dian)動汽車來講(jiang)，異步電(dian)動機皮實耐用，過(guo)載能力強，控制算法又(you)如此成熟，完全(quan)可以拿來用。

同(tong)(tong)步電(dian)機的(de)調速(su)：同(tong)(tong)步機沒有轉(zhuan)差率，在(zai)結(jie)構確(que)定的(de)情況下，控制電(dian)壓不(bu)能改變轉(zhuan)速(su)，所(suo)以在(zai)變頻器出現之前，同(tong)(tong)步電(dian)動機是完全不(bu)能調速(su)的(de)。

變頻器的(de)出現讓交(jiao)流同步(bu)電(dian)動(dong)機(ji)(ji)也(ye)(ye)有了巨(ju)大的(de)調速范圍，因其轉子也(ye)(ye)有獨立勵(li)磁(ci)(ci)（永磁(ci)(ci)體或(huo)者電(dian)勵(li)磁(ci)(ci)），其調速范圍要比異步(bu)電(dian)動(dong)機(ji)(ji)更寬，同步(bu)電(dian)動(dong)機(ji)(ji)煥發了新(xin)的(de)生機(ji)(ji)。       

同步電動機變(bian)壓變(bian)頻(pin)(pin)調(diao)速系統可(ke)以分(fen)為他控變(bian)頻(pin)(pin)調(diao)速和自控變(bian)頻(pin)(pin)調(diao)速。

對于(yu)他控變頻(pin)調(diao)速，和異(yi)步(bu)電動機的變頻(pin)調(diao)速類似(si)，也可以(yi)根據其(qi)數學(xue)模型(xing)采用(yong)SVPWM等控制(zhi)方(fang)式來(lai)實現控制(zhi)，其(qi)性(xing)能還要(yao)優于(yu)普通交流異(yi)步(bu)電動機。

自控變頻(pin)同(tong)(tong)(tong)步電(dian)(dian)動機(ji)在發展過程中曾經有多種名字，比如無(wu)(wu)換向器(qi)電(dian)(dian)機(ji)；當采(cai)用(yong)永(yong)磁體且輸(shu)入三相正弦(xian)波(bo)時(shi)，可以(yi)稱為正弦(xian)波(bo)永(yong)磁同(tong)(tong)(tong)步電(dian)(dian)動機(ji)；而如果輸(shu)入方波(bo)，那么就(jiu)可以(yi)稱為梯(ti)形波(bo)永(yong)磁同(tong)(tong)(tong)步電(dian)(dian)動機(ji)，沒錯，這就(jiu)是(shi)(shi)類似于(yu)之前說的的無(wu)(wu)刷(shua)直流機(ji)（BLDM），大(da)家是(shi)(shi)不(bu)是(shi)(shi)感覺饒了(le)(le)個大(da)圈有轉回去了(le)(le)，但(dan)是(shi)(shi)你現在對于(yu)變頻(pin)變速的理解(jie)一(yi)定更深一(yi)步了(le)(le)，所以(yi)無(wu)(wu)刷(shua)直流電(dian)(dian)機(ji)時(shi)采(cai)用(yong)直流輸(shu)入，但(dan)是(shi)(shi)使(shi)用(yong)了(le)(le)同(tong)(tong)(tong)步電(dian)(dian)機(ji)的變頻(pin)技(ji)術（結(jie)構與永(yong)磁同(tong)(tong)(tong)步電(dian)(dian)機(ji)相同(tong)(tong)(tong)），在Model3上(shang)就(jiu)采(cai)用(yong)了(le)(le)直流無(wu)(wu)刷(shua)電(dian)(dian)機(ji)。

單相交流異(yi)步電機——單相交流串勵電機（有刷）

單相交流(liu)串勵(li)電(dian)動機(ji)，俗稱串勵(li)電(dian)機(ji)或通用電(dian)機(ji)(UniversalMotor國外叫法，因交直流(liu)通用而得(de)名(ming))，電(dian)樞繞組(zu)(zu)和勵(li)磁繞組(zu)(zu)串聯在一起工作。

單相(xiang)串(chuan)勵(li)電(dian)動機又叫做交直(zhi)流兩(liang)用串(chuan)勵(li)電(dian)動機，它既可(ke)以使用交流電(dian)源工(gong)作，也可(ke)以使用直(zhi)流電(dian)源工(gong)作。

單相串(chuan)勵(li)電(dian)動機(ji)的(de)(de)優(you)點是由于它轉(zhuan)速高、起動力矩大、體積小、重量(liang)輕、不容(rong)易堵轉(zhuan)、適用(yong)電(dian)壓(ya)范圍很(hen)廣(guang)，可以用(yong)調壓(ya)的(de)(de)方法來調速，簡單且易于實現。

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

單(dan)相(xiang)串(chuan)(chuan)勵(li)電(dian)機(ji)(ji)的結構(gou)同直流(liu)串(chuan)(chuan)勵(li)電(dian)機(ji)(ji)十分相(xiang)似(si)，主要的區別在(zai)于單(dan)相(xiang)串(chuan)(chuan)勵(li)電(dian)機(ji)(ji)的定子(zi)鐵心必須由(you)硅鋼片疊(die)壓而成(cheng)(cheng)，而直流(liu)的磁極既可(ke)以(yi)由(you)疊(die)壓而成(cheng)(cheng)，又可(ke)以(yi)做成(cheng)(cheng)整(zheng)體結構(gou)。

單相(xiang)串勵電機的調(diao)速，大多(duo)數(shu)采用調(diao)節電壓的方法(fa)，就是改(gai)變電動勢。

單相串勵(li)電(dian)(dian)機的電(dian)(dian)壓(ya)調速方法(fa)采用的可控移(yi)相調壓(ya)，利用可控硅的觸(chu)發(fa)電(dian)(dian)壓(ya)滯(zhi)后(hou)于輸入電(dian)(dian)壓(ya)實現對輸入電(dian)(dian)壓(ya)的移(yi)相觸(chu)發(fa)。

在實現方(fang)法上有(you)硬件(jian)和軟件(jian)方(fang)式。

采(cai)用調節電壓方(fang)法，采(cai)用可控硅(gui)調速技術，具有線路簡(jian)單(dan)，元件(jian)體積小(xiao)等特點，是一(yi)種可控硅(gui)簡(jian)單(dan)有效的方(fang)法。

(a)交流電(dian)流變化(hua)曲線(xian);

(b)電(dian)流為正半(ban)波時，轉(zhuan)子(zi)的旋轉(zhuan)方(fang)向  

(c)電流為(wei)負半波(bo)時，轉子的旋轉方向(xiang)

單相(xiang)交流異步電機(ji)——單相(xiang)交流鼠籠(long)式電機(ji)（無刷）

單相電流通過電樞(shu)繞組時產生的是脈振磁場而不(bu)是旋轉磁場，所(suo)以單相異步電動機(ji)不(bu)能自起動。

為了(le)解決起動問(wen)題，單相(xiang)交流供電(dian)的異步電(dian)動機實(shi)際上往往做成兩(liang)相(xiang)的。

主繞組(zu)(zu)由單相電(dian)(dian)源直(zhi)接供電(dian)(dian)；副繞組(zu)(zu)在空間上與(yu)主繞組(zu)(zu)差90°(電(dian)(dian)角度，等于機械角度被電(dian)(dian)動機磁(ci)極對數(shu)除)。

副繞(rao)(rao)組串聯(lian)電(dian)(dian)(dian)(dian)容或電(dian)(dian)(dian)(dian)阻后再接到單相(xiang)交流電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)，使其中通過(guo)的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)流和主繞(rao)(rao)組中的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)流有一定的(de)相(xiang)位差。

使合成磁(ci)(ci)場(chang)成橢圓(yuan)形(xing)(xing)旋(xuan)(xuan)轉磁(ci)(ci)場(chang)，甚至可能接近于圓(yuan)形(xing)(xing)旋(xuan)(xuan)轉磁(ci)(ci)場(chang)。

電動機因此獲得起動轉矩。

利用電阻分(fen)相方法的(de)電動機價格低廉，例如副繞組用較細的(de)導線(xian)繞制即可，但分(fen)相效果較差(cha)，且電阻上(shang)要消耗能量(liang)。

這種電動機在(zai)起動并(bing)達到(dao)一定(ding)轉(zhuan)速后，通常由(you)裝在(zai)電動機軸(zhou)上的離心式開關(guan)將副繞組自(zi)動切除，以減少電阻上的損(sun)耗、提高運行效率。

一(yi)般用于起動轉矩要求(qiu)不(bu)高的場合，如小型車(che)床、小型電冰(bing)箱等，缺點是不(bu)能調速速。

利用電(dian)(dian)容分相(xiang)，效果較好，有可(ke)能在電(dian)(dian)動機某一工作點時，使電(dian)(dian)機合成磁場(chang)接近于圓形(xing)旋轉磁場(chang)，從而獲得較好的工作特性。