無刷龍潭電機和有(you)刷電(dian)機(ji)(ji)(ji)有(you)什么區(qu)別？同步電(dian)機(ji)(ji)(ji)和異步電(dian)機(ji)(ji)(ji)有(you)什么區(qu)別？伺(si)(si)服(fu)(fu)電(dian)機(ji)(ji)(ji)是(shi)否都(dou)是(shi)交(jiao)流電(dian)機(ji)(ji)(ji)？伺(si)(si)服(fu)(fu)電(dian)機(ji)(ji)(ji)是(shi)否都(dou)是(shi)同步電(dian)機(ji)(ji)(ji)？步進(jin)電(dian)機(ji)(ji)(ji)屬于直流電(dian)機(ji)(ji)(ji)還是(shi)交(jiao)流電(dian)機(ji)(ji)(ji)？舵機(ji)(ji)(ji)是(shi)否屬于伺(si)(si)服(fu)(fu)電(dian)機(ji)(ji)(ji)等(deng)(deng)等(deng)(deng)……

這些問(wen)題，很多(duo)老(lao)司機(ji)也不一定能完全(quan)解釋的(de)(de)清(qing)楚。針對這些問(wen)題，大(da)家可以參考下面這篇文(wen)章學習，會對電機(ji)的(de)(de)分類、用法、優缺點(dian)有更加(jia)清(qing)晰的(de)(de)理解。

讀過中學(xue)物理(li)的(de)學(xue)霸學(xue)渣都知道，為了研究通電導(dao)體在磁場(chang)受力(li)的(de)那點事，我們(men)把左手(shou)都練成了斷掌(zhang)，這也(ye)正是直流電機(ji)的(de)原理(li)。

所(suo)有電(dian)機都是由定(ding)子和轉(zhuan)子組(zu)成(cheng)，在直(zhi)流電(dian)機中，為了讓轉(zhuan)子轉(zhuan)起來(lai)，需(xu)要不斷改變(bian)電(dian)流方向(xiang)，否則轉(zhuan)子只能轉(zhuan)半(ban)圈，這點就像(xiang)自(zi)行車腳踏板。所(suo)以直(zhi)流電(dian)機需(xu)要換向(xiang)器。

廣義的直流電機包括有刷(shua)電機和(he)無刷(shua)電機。

有刷電(dian)機(ji)又稱直流(liu)(liu)電(dian)機(ji)或碳刷電(dian)機(ji)，常說的(de)直流(liu)(liu)電(dian)機(ji)就是指(zhi)有刷直流(liu)(liu)電(dian)機(ji)，它采用(yong)機(ji)械換(huan)向(xiang)(xiang)，外部磁極(ji)不動內(nei)部線(xian)圈(電(dian)樞(shu))動，換(huan)向(xiang)(xiang)器和(he)轉子線(xian)圈一起旋轉，電(dian)刷和(he)磁鐵都不動，于是換(huan)向(xiang)(xiang)器和(he)電(dian)刷摩擦(ca)摩擦(ca)，完成電(dian)流(liu)(liu)方向(xiang)(xiang)的(de)切換(huan)。

有刷電機缺點：

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

2、可靠性差、故障多(duo)，需要經常(chang)維護。

3、由(you)于(yu)換向器存在，限(xian)制(zhi)了轉子慣量(liang)，限(xian)制(zhi)了更高(gao)轉速(su)，影響了動態(tai)性能。

既然它這(zhe)么多缺點為什么還(huan)被(bei)普遍應用，因為它扭力高、結構簡單容易維護（即換碳刷）、便宜。

無刷(shua)電(dian)機(ji)(ji)(ji)在某些領域也稱直流變頻電(dian)機(ji)(ji)(ji)（BLDC），它采用(yong)電(dian)子(zi)換向（霍爾傳感(gan)器），線圈(quan)(電(dian)樞)不動磁極(ji)動，此時永(yong)磁鐵(tie)可以(yi)在線圈(quan)外部也可以(yi)在線圈(quan)內(nei)部，于是有了外轉子(zi)無刷(shua)電(dian)機(ji)(ji)(ji)和(he)內(nei)轉子(zi)無刷(shua)電(dian)機(ji)(ji)(ji)之分。

無刷電(dian)機(ji)(ji)構造與永磁同步電(dian)機(ji)(ji)相同。

不(bu)過，單(dan)個的(de)無刷(shua)電機不(bu)是一(yi)套完整的(de)動(dong)力(li)系(xi)統，無刷(shua)基本必須通過無刷(shua)控制(zhi)器(qi)也就(jiu)是電調的(de)控制(zhi)才能(neng)實現連續不(bu)斷的(de)運(yun)轉(zhuan)。

真正決定其使用性能的還是(shi)無刷電子調速器（也就(jiu)是(shi)電調）。

一(yi)(yi)般(ban)地(di)，無刷(shua)電(dian)機的驅(qu)動(dong)電(dian)流有兩種，一(yi)(yi)種是(shi)方波，另(ling)一(yi)(yi)種是(shi)正(zheng)弦波。

有時候把前(qian)一種叫直流無刷電機，后一種叫交(jiao)流伺(si)服(fu)電機，確(que)切地(di)講是交(jiao)流伺(si)服(fu)電動機的(de)一種。（視頻(pin)傳送門）

無刷電機的運轉方式不(bu)同(tong)，有可以分為內(nei)轉子無刷電機和(he)外轉子無刷電機。

內轉子都是三(san)相的(de) ，價格較貴。

外轉子通常使用的是(shi)單相(xiang)的，價格(ge)親(qin)民，大批量生產已經(jing)接近碳(tan)刷電機，因(yin)此近年來(lai)得到廣泛應(ying)用。

外轉子(zi)三相的價格(ge)已經接(jie)近(jin)內轉子(zi)的價格(ge)。 

嗯，猜都能猜到(dao)，有刷電機的(de)缺點(dian)就是(shi)無刷電機的(de)有點(dian)。

它(ta)具有高效(xiao)率(lv)、低(di)能耗、低(di)噪音、超(chao)長(chang)壽命、高可靠性、可伺服控(kong)制、無(wu)級變頻調(diao)速(su)(su)（可達很高轉速(su)(su)）等優點(dian)(dian)，它(ta)相對比(bi)有刷(shua)直流(liu)電(dian)機(ji)體積(ji)小的多，控(kong)制比(bi)異步交流(liu)電(dian)機(ji)簡單，啟動(dong)轉矩大(da)過載能力強，至(zhi)于(yu)缺點(dian)(dian)嘛……就是比(bi)有刷(shua)的貴、不好維護。

直流電機的調速(su)：所謂(wei)調速(su)，即通過調節電機轉(zhuan)速(su)獲得所需扭矩。

直(zhi)流（有刷）電機通過調(diao)節電壓、串接電阻、改(gai)變(bian)勵磁都可以調(diao)速(su)，但是實(shi)際(ji)以調(diao)節電壓最(zui)為(wei)(wei)方便也最(zui)為(wei)(wei)常用(yong)(yong)，目(mu)前(qian)主要使用(yong)(yong)PWM調(diao)速(su)，PWM其實(shi)就(jiu)是通過高(gao)速(su)的(de)(de)(de)開(kai)關來實(shi)現(xian)直(zhi)流的(de)(de)(de)調(diao)壓，一個周期內(nei)，開(kai)的(de)(de)(de)時間長(chang)，平均電壓就(jiu)高(gao)，關的(de)(de)(de)時間長(chang)，平均電壓就(jiu)低，調(diao)起來很(hen)方便，只要開(kai)關速(su)度夠快，電網(wang)的(de)(de)(de)諧波就(jiu)少，且電流更為(wei)(wei)連(lian)續。

但(dan)是電刷(shua)和(he)換向器長期磨損，同時在換向的時候有巨大的電流(liu)(liu)變(bian)化，非常容易產生火花(hua)，換向器和(he)電刷(shua)限制了直(zhi)流(liu)(liu)電動機的容量和(he)速(su)度，使得(de)直(zhi)流(liu)(liu)電動機的調(diao)速(su)遇到了瓶頸。

對(dui)于無刷直(zhi)流(liu)電(dian)(dian)機(ji)，調速的(de)時候表面上只(zhi)控制(zhi)了輸入電(dian)(dian)壓，但電(dian)(dian)機(ji)的(de)自(zi)控變(bian)頻(pin)調速系統（無刷直(zhi)流(liu)電(dian)(dian)機(ji)本(ben)身自(zi)帶轉子(zi)位置(zhi)檢測器等轉子(zi)位置(zhi)信號獲取裝置(zhi)，使用此(ci)裝置(zhi)的(de)轉子(zi)位置(zhi)信號來(lai)控制(zhi)變(bian)壓變(bian)頻(pin)調速裝置(zhi)的(de)換相時刻(ke)）自(zi)動根(gen)據變(bian)壓控制(zhi)了頻(pin)率，用起來(lai)和(he)直(zhi)流(liu)（有刷）電(dian)(dian)機(ji)幾乎(hu)一樣，非常方(fang)便(bian)。

由(you)于(yu)轉子采(cai)用永(yong)磁體，不需要專(zhuan)門的勵磁繞組，在同等容(rong)量的情況下，電(dian)機體積更(geng)小，重量更(geng)輕，效率更(geng)高，結(jie)構更(geng)緊湊，運(yun)行(xing)更(geng)可靠，動(dong)(dong)態性(xing)能(neng)更(geng)好，在電(dian)動(dong)(dong)汽車的驅動(dong)(dong)等方面(mian)都獲得了(le)廣泛(fan)的應用。

交流(liu)電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)分為同步(bu)電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)和異(yi)步(bu)電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)，同步(bu)電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)多用于發(fa)電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)，異(yi)步(bu)電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)多用于電(dian)(dian)動機(ji)(ji)(ji)。

電機的外殼是(shi)定子，定子上有三(san)相對(dui)稱交流繞組，由于三(san)相電順序變化，形成一個(ge)旋轉(zhuan)的合成磁場，磁場的旋轉(zhuan)速(su)度就(jiu)是(shi)同(tong)步轉(zhuan)速(su)。

同步轉(zhuan)速n=60f/p，f是(shi)(shi)頻率，p是(shi)(shi)極(ji)(ji)對數(shu)，比如對于接入電網50Hz的(de)2極(ji)(ji)電動(dong)機（即(ji)極(ji)(ji)對數(shu)為1對），那(nei)么轉(zhuan)速n=60*50/1=3000r/min。

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

異(yi)步(bu)電機(ji)(ji)機(ji)(ji)構簡單，轉子(zi)為閉(bi)合線圈，比如鼠(shu)籠式(shi)。

轉子(zi)線(xian)圈將切(qie)割旋(xuan)轉磁場，產生感應(ying)電(dian)動勢，進而產生感應(ying)電(dian)流(liu)，最后產生旋(xuan)轉磁場，這樣轉子(zi)就變(bian)成了一個(ge)電(dian)磁鐵(tie)，將跟隨定(ding)子(zi)磁場旋(xuan)轉，所以轉子(zi)的轉速必然＜定(ding)子(zi)的旋(xuan)轉磁場，這樣才能切(qie)割磁感線(xian)。

即轉(zhuan)子(zi)的異步轉(zhuan)速＜同(tong)步轉(zhuan)速，轉(zhuan)子(zi)與定子(zi)磁場存(cun)在轉(zhuan)速差(cha)，所以稱之為異步電機。

不同廠(chang)家生產的異(yi)步電機額定轉速略有(you)差異(yi)，2極電機約2800+r/min，4極，6極，8極異(yi)步約為1400+,950+,700+。

異(yi)步電機空載時(shi)轉速高(gao)，有負載時(shi)轉速下降(jiang)。

異(yi)步(bu)電(dian)動(dong)機(ji)結構(gou)簡單，維護方便(bian)，運行可靠(kao)價格便(bian)宜，得到(dao)廣泛應用。

同步電機：

如果讓轉(zhuan)子(zi)速(su)度(du)(du)=定(ding)(ding)子(zi)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)旋(xuan)轉(zhuan)速(su)度(du)(du)，就(jiu)成(cheng)為(wei)了同(tong)步電(dian)機，此時就(jiu)需(xu)要(yao)把(ba)定(ding)(ding)子(zi)變成(cheng)一個電(dian)磁(ci)(ci)鐵或永磁(ci)(ci)鐵，即給(gei)定(ding)(ding)子(zi)通電(dian)，此時不(bu)需(xu)要(yao)再切(qie)割磁(ci)(ci)感線就(jiu)能旋(xuan)轉(zhuan)，旋(xuan)轉(zhuan)速(su)度(du)(du)與磁(ci)(ci)場(chang)(chang)旋(xuan)轉(zhuan)速(su)度(du)(du)相同(tong)，即形成(cheng)同(tong)步電(dian)機。      

同(tong)步(bu)電機轉子結(jie)構(gou)比異步(bu)電機復雜，價格高，在生產生活中應用(yong)不如(ru)異步(bu)電機廣泛(fan)，主要用(yong)作發(fa)電機上，現在火電站，水電站、汽(qi)輪機、水輪機基本都是同(tong)步(bu)電機。

異(yi)步(bu)電(dian)(dian)機的(de)調速：理論上異(yi)步(bu)電(dian)(dian)動機控制交流電(dian)(dian)頻(pin)率(lv)、電(dian)(dian)壓(ya)、或者轉子的(de)電(dian)(dian)阻、電(dian)(dian)機的(de)磁(ci)極(ji)分布都可以調速，但(dan)是實(shi)際上實(shi)現(xian)無極(ji)調速用調節頻(pin)率(lv)和電(dian)(dian)壓(ya)的(de)方法實(shi)現(xian)。

由于調壓(ya)調速范圍不大，一(yi)般只能用(yong)在調速要求(qiu)不高的場(chang)合，應用(yong)并不廣泛。      

 變頻調速：說(shuo)到變頻，大家(jia)可能都聽說(shuo)過。

變(bian)(bian)(bian)頻調速(su)(su)的(de)全(quan)稱是變(bian)(bian)(bian)壓(ya)變(bian)(bian)(bian)頻調速(su)(su)（VVVF），也就(jiu)是在(zai)改(gai)(gai)變(bian)(bian)(bian)頻率的(de)時(shi)候(hou)改(gai)(gai)變(bian)(bian)(bian)電壓(ya)，這樣異步電動機的(de)調速(su)(su)范圍就(jiu)足夠大了(le)。

變頻(pin)器可以分(fen)為兩(liang)個(ge)大類：交(jiao)交(jiao)變頻(pin)和交(jiao)直交(jiao)變頻(pin)。

交-交變頻(pin)：將交流電直(zhi)接(jie)通過電力(li)電子器(qi)件變換為另一個頻(pin)率的(de)(de)交流電，更高輸出頻(pin)率不(bu)能(neng)超過輸入頻(pin)率的(de)(de)一半，所以一般只用在低(di)轉速、大容量的(de)(de)系統中，可以省去龐(pang)大的(de)(de)齒輪(lun)減(jian)速箱。

交(jiao)-直(zhi)-交(jiao)變(bian)頻(pin)器將交(jiao)流(liu)電先整流(liu)變(bian)成直(zhi)流(liu)，再通過逆變(bian)器變(bian)成可(ke)控頻(pin)率和電壓的(de)(de)交(jiao)流(liu)，配(pei)合PWM技術，這種變(bian)頻(pin)器可(ke)以實現大(da)范圍的(de)(de)變(bian)壓變(bian)頻(pin)。

對(dui)于(yu)電動汽車來(lai)講，異(yi)步電動機皮實耐用(yong)(yong)，過載能力強，控(kong)制(zhi)算法又如此成熟，完全可以(yi)拿來(lai)用(yong)(yong)。

同(tong)步(bu)電(dian)機的調速(su)：同(tong)步(bu)機沒有轉(zhuan)差率，在結構確定(ding)的情況(kuang)下，控制電(dian)壓不能改變(bian)轉(zhuan)速(su)，所以在變(bian)頻器(qi)出現(xian)之(zhi)前(qian)，同(tong)步(bu)電(dian)動機是完全不能調速(su)的。

變(bian)頻器的(de)出現(xian)讓交流同步電動機也(ye)有(you)了巨大(da)的(de)調速范(fan)圍(wei)，因其轉子也(ye)有(you)獨立(li)勵磁（永磁體或者電勵磁），其調速范(fan)圍(wei)要比異步電動機更(geng)寬(kuan)，同步電動機煥發了新的(de)生(sheng)機。       

同步電動機變(bian)(bian)壓變(bian)(bian)頻調(diao)速系(xi)統(tong)可以分(fen)為他控(kong)變(bian)(bian)頻調(diao)速和自控(kong)變(bian)(bian)頻調(diao)速。

對(dui)于他控變(bian)頻調速，和異步電動(dong)機的(de)變(bian)頻調速類似，也可(ke)以根據(ju)其數學(xue)模型采(cai)用SVPWM等控制(zhi)(zhi)方式(shi)來實現控制(zhi)(zhi)，其性能還要優(you)于普通(tong)交流(liu)異步電動(dong)機。

自控變(bian)(bian)(bian)頻同(tong)(tong)步(bu)電(dian)動機(ji)在(zai)(zai)發展過(guo)程中曾經有多種名字，比如無(wu)換向器電(dian)機(ji)；當(dang)采用(yong)(yong)永磁體且輸(shu)入(ru)三相正弦(xian)(xian)波(bo)時(shi)，可以(yi)稱為(wei)正弦(xian)(xian)波(bo)永磁同(tong)(tong)步(bu)電(dian)動機(ji)；而如果輸(shu)入(ru)方波(bo)，那么就可以(yi)稱為(wei)梯(ti)形波(bo)永磁同(tong)(tong)步(bu)電(dian)動機(ji)，沒錯，這(zhe)就是(shi)類似(si)于之前說的的無(wu)刷(shua)直(zhi)流機(ji)（BLDM），大家是(shi)不(bu)是(shi)感覺饒了(le)(le)個大圈有轉回去了(le)(le)，但是(shi)你現在(zai)(zai)對(dui)于變(bian)(bian)(bian)頻變(bian)(bian)(bian)速的理(li)解一(yi)定(ding)更(geng)深一(yi)步(bu)了(le)(le)，所以(yi)無(wu)刷(shua)直(zhi)流電(dian)機(ji)時(shi)采用(yong)(yong)直(zhi)流輸(shu)入(ru)，但是(shi)使用(yong)(yong)了(le)(le)同(tong)(tong)步(bu)電(dian)機(ji)的變(bian)(bian)(bian)頻技術（結(jie)構與永磁同(tong)(tong)步(bu)電(dian)機(ji)相同(tong)(tong)），在(zai)(zai)Model3上就采用(yong)(yong)了(le)(le)直(zhi)流無(wu)刷(shua)電(dian)機(ji)。

單相交流異(yi)步電機——單相交流串勵電機（有(you)刷）

單相(xiang)交流(liu)串勵(li)電動機，俗稱串勵(li)電機或通(tong)用電機(UniversalMotor國(guo)外叫(jiao)法，因(yin)交直流(liu)通(tong)用而得(de)名(ming))，電樞(shu)繞組(zu)和勵(li)磁繞組(zu)串聯在一起(qi)工(gong)作。

單(dan)相串(chuan)勵(li)電動(dong)機又叫做交直(zhi)流(liu)兩用串(chuan)勵(li)電動(dong)機，它(ta)既(ji)可以(yi)使用交流(liu)電源工(gong)作，也可以(yi)使用直(zhi)流(liu)電源工(gong)作。

單(dan)相(xiang)串勵(li)電動機的(de)優點(dian)是(shi)由(you)于它轉速(su)高、起動力矩大(da)、體積小、重(zhong)量輕、不容易堵轉、適用電壓(ya)范圍很(hen)廣，可以用調壓(ya)的(de)方法來調速(su)，簡單(dan)且易于實現。

因(yin)而在電(dian)動工具中得到廣泛的(de)應用，如(ru)角磨機、手電(dian)鉆等。

單相(xiang)串(chuan)勵電機(ji)(ji)(ji)的結構(gou)同直(zhi)流串(chuan)勵電機(ji)(ji)(ji)十分相(xiang)似(si)，主要的區別在于單相(xiang)串(chuan)勵電機(ji)(ji)(ji)的定子鐵心(xin)必須由(you)(you)硅鋼片疊(die)壓而(er)成(cheng)(cheng)，而(er)直(zhi)流的磁極既可以(yi)由(you)(you)疊(die)壓而(er)成(cheng)(cheng)，又可以(yi)做成(cheng)(cheng)整體(ti)結構(gou)。

單相串勵電(dian)機(ji)的調(diao)速，大多(duo)數采用調(diao)節(jie)電(dian)壓的方(fang)法，就是改變電(dian)動勢。

單(dan)相(xiang)串勵(li)電機的電壓(ya)調(diao)速方法采用的可控(kong)移相(xiang)調(diao)壓(ya)，利用可控(kong)硅(gui)的觸(chu)發電壓(ya)滯后于輸入電壓(ya)實現對輸入電壓(ya)的移相(xiang)觸(chu)發。

在(zai)實(shi)現(xian)方(fang)法上有硬件和軟件方(fang)式。

采(cai)用(yong)調節電壓方法(fa)，采(cai)用(yong)可(ke)控硅調速技術，具有線路簡(jian)單，元件(jian)體積小等特點，是一種可(ke)控硅簡(jian)單有效(xiao)的(de)方法(fa)。

(a)交(jiao)流(liu)電流(liu)變化曲線;

(b)電流為正半波時，轉(zhuan)子的旋轉(zhuan)方向(xiang)  

(c)電流為負(fu)半波(bo)時，轉(zhuan)子的旋轉(zhuan)方向

單(dan)相交(jiao)流異步(bu)電(dian)機——單(dan)相交(jiao)流鼠籠式(shi)電(dian)機（無刷）

單相(xiang)電流通過電樞繞組(zu)時產(chan)生的(de)是脈振磁(ci)場(chang)而(er)不是旋轉磁(ci)場(chang)，所以單相(xiang)異步電動機不能自起動。

為了(le)解決(jue)起動(dong)問題，單(dan)相交流供電的異步電動(dong)機實(shi)際(ji)上(shang)往往做成兩相的。

主(zhu)繞(rao)組由單相(xiang)電源直接(jie)供(gong)電；副(fu)繞(rao)組在空間上與(yu)主(zhu)繞(rao)組差90°(電角度，等于機械角度被(bei)電動(dong)機磁極對數除(chu))。

副繞(rao)組串(chuan)聯電(dian)(dian)容或電(dian)(dian)阻后(hou)再接(jie)到單相(xiang)交流(liu)(liu)電(dian)(dian)源，使其中通過的電(dian)(dian)流(liu)(liu)和主(zhu)繞(rao)組中的電(dian)(dian)流(liu)(liu)有一定的相(xiang)位差。

使(shi)合成磁場成橢圓(yuan)形(xing)旋轉磁場，甚至可能接近(jin)于圓(yuan)形(xing)旋轉磁場。

電動(dong)機(ji)因(yin)此獲(huo)得(de)起動(dong)轉矩。

利用電(dian)(dian)阻(zu)分相方法的(de)電(dian)(dian)動(dong)機價(jia)格低廉(lian)，例如副繞(rao)組用較(jiao)細(xi)的(de)導線(xian)繞(rao)制即(ji)可，但分相效(xiao)果較(jiao)差，且電(dian)(dian)阻(zu)上(shang)要消(xiao)耗能量。

這(zhe)種電動(dong)機(ji)在起(qi)動(dong)并達(da)到一定轉速后(hou)，通常由(you)裝在電動(dong)機(ji)軸上的離心式(shi)開關將副繞組自動(dong)切除，以減(jian)少(shao)電阻上的損耗、提高運(yun)行效率。

一般(ban)用于起動轉矩(ju)要求不(bu)高的場合，如小(xiao)型車(che)床、小(xiao)型電(dian)冰箱等(deng)，缺(que)點是不(bu)能調速速。

利用電(dian)容分相，效果較好，有(you)可能在電(dian)動機(ji)某一工(gong)作點時，使電(dian)機(ji)合(he)成磁場接近于圓(yuan)形旋轉磁場，從而獲得較好的(de)工(gong)作特性(xing)。