無刷盤錦電機和有(you)刷電(dian)(dian)(dian)機有(you)什么區別(bie)？同步(bu)電(dian)(dian)(dian)機和異(yi)步(bu)電(dian)(dian)(dian)機有(you)什么區別(bie)？伺服(fu)電(dian)(dian)(dian)機是否都是交(jiao)流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)機？伺服(fu)電(dian)(dian)(dian)機是否都是同步(bu)電(dian)(dian)(dian)機？步(bu)進電(dian)(dian)(dian)機屬于直流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)機還是交(jiao)流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)機？舵機是否屬于伺服(fu)電(dian)(dian)(dian)機等等……

這些(xie)問題，很(hen)多老(lao)司機(ji)(ji)也不(bu)一定(ding)能(neng)完全解釋的清(qing)(qing)楚。針對這些(xie)問題，大家可以參考下面(mian)這篇文章(zhang)學習，會對電機(ji)(ji)的分類、用法(fa)、優(you)缺點(dian)有更加清(qing)(qing)晰的理解。

讀(du)過中(zhong)學(xue)物理的(de)學(xue)霸學(xue)渣都知道，為了研究通電(dian)導體(ti)在(zai)磁場受力的(de)那點事，我們把左(zuo)手都練成了斷掌，這也正是直(zhi)流(liu)電(dian)機(ji)的(de)原(yuan)理。

所有電機(ji)(ji)都是由定子和轉(zhuan)(zhuan)子組成，在直(zhi)流(liu)(liu)電機(ji)(ji)中(zhong)，為了(le)讓轉(zhuan)(zhuan)子轉(zhuan)(zhuan)起來(lai)，需(xu)要不斷改變電流(liu)(liu)方向，否則轉(zhuan)(zhuan)子只能轉(zhuan)(zhuan)半(ban)圈，這點就像自行車腳踏板。所以直(zhi)流(liu)(liu)電機(ji)(ji)需(xu)要換(huan)向器。

廣(guang)義(yi)的(de)直流電(dian)機(ji)包(bao)括有刷(shua)電(dian)機(ji)和(he)無刷(shua)電(dian)機(ji)。

有刷(shua)(shua)電(dian)機(ji)又稱直(zhi)流電(dian)機(ji)或碳(tan)刷(shua)(shua)電(dian)機(ji)，常說的直(zhi)流電(dian)機(ji)就是指(zhi)有刷(shua)(shua)直(zhi)流電(dian)機(ji)，它采用機(ji)械換(huan)向，外部磁極不(bu)動內部線圈(電(dian)樞(shu))動，換(huan)向器(qi)和轉子線圈一起旋(xuan)轉，電(dian)刷(shua)(shua)和磁鐵都不(bu)動，于(yu)是換(huan)向器(qi)和電(dian)刷(shua)(shua)摩(mo)擦(ca)摩(mo)擦(ca)，完成(cheng)電(dian)流方向的切換(huan)。

有刷電機缺點：

1、機(ji)械換向產(chan)生的火花引起換向器和電刷摩(mo)擦(ca)、電磁干(gan)擾、噪(zao)聲(sheng)大、壽命短(duan)。

2、可靠(kao)性差、故障多，需要經常維護。

3、由于換向器(qi)存(cun)在，限(xian)制(zhi)了轉子慣(guan)量，限(xian)制(zhi)了更高轉速，影響了動態性能(neng)。

既然它這(zhe)么多缺點為什么還被普遍應用，因為它扭力(li)高、結構簡(jian)單(dan)容易維(wei)護（即換(huan)碳刷(shua)）、便宜(yi)。

無(wu)刷(shua)電機(ji)在(zai)某(mou)些(xie)領域也(ye)(ye)稱直流變頻電機(ji)（BLDC），它采用電子(zi)(zi)換(huan)向（霍爾傳感器），線圈(quan)(電樞)不動磁極動，此時永磁鐵可以在(zai)線圈(quan)外部(bu)也(ye)(ye)可以在(zai)線圈(quan)內(nei)部(bu)，于(yu)是有了外轉(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)無(wu)刷(shua)電機(ji)和內(nei)轉(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)無(wu)刷(shua)電機(ji)之(zhi)分。

無刷電(dian)機構造(zao)與永磁同(tong)步電(dian)機相同(tong)。

不過，單個的(de)(de)無(wu)(wu)刷(shua)(shua)電機不是(shi)一套完整(zheng)的(de)(de)動力系統，無(wu)(wu)刷(shua)(shua)基本必須通過無(wu)(wu)刷(shua)(shua)控制器也就是(shi)電調的(de)(de)控制才能(neng)實現(xian)連續不斷的(de)(de)運轉。

真正決定其使用性能的還是無刷(shua)電(dian)子調(diao)速器(qi)（也就(jiu)是電(dian)調(diao)）。

一般(ban)地(di)，無(wu)刷電機的驅動電流(liu)有兩(liang)種(zhong)，一種(zhong)是方波(bo)，另一種(zhong)是正弦波(bo)。

有時(shi)候把前一(yi)種叫直流(liu)無刷(shua)電(dian)機(ji)，后一(yi)種叫交流(liu)伺服電(dian)機(ji)，確切地講(jiang)是交流(liu)伺服電(dian)動機(ji)的一(yi)種。（視頻(pin)傳送門）

無(wu)刷電機的運轉(zhuan)方式不同(tong)，有可以分為內轉(zhuan)子無(wu)刷電機和外(wai)轉(zhuan)子無(wu)刷電機。

內轉子(zi)都是(shi)三相的 ，價(jia)格較貴(gui)。

外轉(zhuan)子通常使用的是單(dan)相的，價(jia)格親民，大批量生產已(yi)經接(jie)近碳(tan)刷電機(ji)，因此近年來得到廣泛應(ying)用。

外轉子三相的價格(ge)(ge)已經(jing)接近內轉子的價格(ge)(ge)。 

嗯，猜(cai)都(dou)能(neng)猜(cai)到，有刷(shua)(shua)電機的(de)缺點就(jiu)是無刷(shua)(shua)電機的(de)有點。

它具有(you)(you)高效率、低能耗(hao)、低噪音、超(chao)長壽(shou)命、高可(ke)靠性、可(ke)伺服控制、無(wu)級變(bian)頻調速（可(ke)達(da)很(hen)高轉速）等優點，它相對比有(you)(you)刷直流(liu)(liu)電機(ji)體(ti)積小的多，控制比異步交流(liu)(liu)電機(ji)簡(jian)單，啟動(dong)轉矩大過載能力強(qiang)，至(zhi)于缺點嘛……就是比有(you)(you)刷的貴、不(bu)好維(wei)護。

直流(liu)電(dian)機的調速：所謂調速，即(ji)通過調節電(dian)機轉速獲得所需(xu)扭矩。

直流(liu)(liu)（有刷）電(dian)(dian)(dian)機通過調(diao)節電(dian)(dian)(dian)壓(ya)、串(chuan)接電(dian)(dian)(dian)阻(zu)、改變勵磁都可以調(diao)速，但是實際以調(diao)節電(dian)(dian)(dian)壓(ya)最(zui)為(wei)方便(bian)也最(zui)為(wei)常用，目前主(zhu)要使用PWM調(diao)速，PWM其(qi)實就(jiu)是通過高速的(de)開(kai)(kai)關來實現(xian)直流(liu)(liu)的(de)調(diao)壓(ya)，一個周期(qi)內，開(kai)(kai)的(de)時間(jian)長，平(ping)均電(dian)(dian)(dian)壓(ya)就(jiu)高，關的(de)時間(jian)長，平(ping)均電(dian)(dian)(dian)壓(ya)就(jiu)低，調(diao)起來很(hen)方便(bian)，只要開(kai)(kai)關速度夠快，電(dian)(dian)(dian)網(wang)的(de)諧波就(jiu)少(shao)，且電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)更為(wei)連續。

但是電(dian)(dian)(dian)刷和換向(xiang)器長期磨(mo)損，同(tong)時在換向(xiang)的(de)(de)時候有巨大的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)流(liu)變化，非常容易產生火(huo)花，換向(xiang)器和電(dian)(dian)(dian)刷限制了直流(liu)電(dian)(dian)(dian)動機(ji)的(de)(de)容量和速度，使得直流(liu)電(dian)(dian)(dian)動機(ji)的(de)(de)調速遇到了瓶頸。

對于無(wu)刷(shua)直(zhi)流電機(ji)(ji)，調速(su)的(de)時候表面上只控(kong)制了(le)輸入電壓，但(dan)電機(ji)(ji)的(de)自(zi)控(kong)變頻調速(su)系統（無(wu)刷(shua)直(zhi)流電機(ji)(ji)本身自(zi)帶(dai)轉(zhuan)(zhuan)子位置(zhi)(zhi)(zhi)檢測器等轉(zhuan)(zhuan)子位置(zhi)(zhi)(zhi)信號獲(huo)取裝置(zhi)(zhi)(zhi)，使用(yong)此裝置(zhi)(zhi)(zhi)的(de)轉(zhuan)(zhuan)子位置(zhi)(zhi)(zhi)信號來(lai)控(kong)制變壓變頻調速(su)裝置(zhi)(zhi)(zhi)的(de)換相時刻）自(zi)動根據變壓控(kong)制了(le)頻率，用(yong)起(qi)來(lai)和直(zhi)流（有刷(shua)）電機(ji)(ji)幾乎一樣，非常方便。

由于(yu)轉子采用永磁(ci)體(ti)(ti)，不需要專門的(de)勵磁(ci)繞組，在同等(deng)(deng)容量(liang)的(de)情況下，電機體(ti)(ti)積更小，重量(liang)更輕，效率更高，結構更緊湊，運行更可靠，動(dong)態性能更好，在電動(dong)汽車的(de)驅動(dong)等(deng)(deng)方面(mian)都(dou)獲(huo)得(de)了廣(guang)泛的(de)應用。

交流電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)分(fen)為(wei)同步電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)和異(yi)步電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)，同步電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)多(duo)用于(yu)發電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)，異(yi)步電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)多(duo)用于(yu)電(dian)(dian)(dian)(dian)動機(ji)(ji)。

電機的外殼(ke)是定子(zi)(zi)，定子(zi)(zi)上有(you)三相對稱交流繞組，由于(yu)三相電順序變(bian)化(hua)，形成一個旋轉的合成磁場，磁場的旋轉速(su)(su)度就是同步轉速(su)(su)。

同步轉速n=60f/p，f是頻率，p是極對(dui)數(shu)，比如對(dui)于接(jie)入電網50Hz的2極電動機(ji)（即(ji)極對(dui)數(shu)為1對(dui)），那么轉速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(ji)機(ji)構簡單(dan)，轉子(zi)為閉合線(xian)圈，比如鼠(shu)籠式。

轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)子(zi)線圈將切(qie)割(ge)旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)磁(ci)場，產生感(gan)應電(dian)動(dong)勢，進而產生感(gan)應電(dian)流，最后產生旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)磁(ci)場，這樣轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)子(zi)就變成了一個電(dian)磁(ci)鐵，將跟隨(sui)定子(zi)磁(ci)場旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)，所以轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)子(zi)的轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)速必然＜定子(zi)的旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)磁(ci)場，這樣才(cai)能(neng)切(qie)割(ge)磁(ci)感(gan)線。

即轉子的異(yi)步轉速(su)＜同(tong)步轉速(su)，轉子與定子磁(ci)場存(cun)在轉速(su)差，所以(yi)稱之為異(yi)步電(dian)機。

不同廠(chang)家(jia)生產的異步電機(ji)額定轉(zhuan)速略有差異，2極電機(ji)約(yue)2800+r/min，4極，6極，8極異步約(yue)為(wei)1400+,950+,700+。

異步電機空載時(shi)轉速(su)高，有負載時(shi)轉速(su)下降。

異步電動機結構簡單(dan)，維護方便，運行可靠價格便宜，得到(dao)廣泛應(ying)用(yong)。

同步電機：

如果(guo)讓轉(zhuan)子速(su)度(du)(du)=定(ding)子磁(ci)場旋(xuan)轉(zhuan)速(su)度(du)(du)，就成為了同(tong)步電機，此時就需(xu)要把定(ding)子變(bian)成一個電磁(ci)鐵或(huo)永磁(ci)鐵，即(ji)給(gei)定(ding)子通電，此時不需(xu)要再切(qie)割磁(ci)感(gan)線就能旋(xuan)轉(zhuan)，旋(xuan)轉(zhuan)速(su)度(du)(du)與(yu)磁(ci)場旋(xuan)轉(zhuan)速(su)度(du)(du)相(xiang)同(tong)，即(ji)形成同(tong)步電機。      

同(tong)步電(dian)(dian)機轉子結構比(bi)異(yi)(yi)步電(dian)(dian)機復雜，價格高，在生產生活中應(ying)用不如異(yi)(yi)步電(dian)(dian)機廣泛，主要用作發電(dian)(dian)機上，現在火電(dian)(dian)站(zhan)，水電(dian)(dian)站(zhan)、汽輪機、水輪機基本都是同(tong)步電(dian)(dian)機。

異步電(dian)(dian)機(ji)(ji)的調速(su)：理(li)論(lun)上異步電(dian)(dian)動機(ji)(ji)控制交流電(dian)(dian)頻率、電(dian)(dian)壓、或(huo)者(zhe)轉子的電(dian)(dian)阻、電(dian)(dian)機(ji)(ji)的磁極(ji)分布都可以調速(su)，但是實(shi)際上實(shi)現(xian)無極(ji)調速(su)用調節頻率和(he)電(dian)(dian)壓的方法實(shi)現(xian)。

由于調壓調速(su)范圍不大，一(yi)般(ban)只能用(yong)在調速(su)要求不高的場合(he)，應用(yong)并不廣泛。      

 變頻(pin)調(diao)速：說到(dao)變頻(pin)，大家(jia)可能都(dou)聽說過。

變(bian)頻調速(su)的全稱是變(bian)壓變(bian)頻調速(su)（VVVF），也就是在改變(bian)頻率(lv)的時(shi)候改變(bian)電壓，這樣異步電動機的調速(su)范(fan)圍就足夠大了。

變(bian)頻器可以分為(wei)兩個大類(lei)：交(jiao)(jiao)交(jiao)(jiao)變(bian)頻和交(jiao)(jiao)直交(jiao)(jiao)變(bian)頻。

交-交變頻(pin)：將交流(liu)電(dian)(dian)直接通過電(dian)(dian)力電(dian)(dian)子器件變換(huan)為另一(yi)(yi)個頻(pin)率(lv)(lv)的(de)交流(liu)電(dian)(dian)，更高輸(shu)出頻(pin)率(lv)(lv)不能超過輸(shu)入頻(pin)率(lv)(lv)的(de)一(yi)(yi)半，所以一(yi)(yi)般只用在低轉速、大容量的(de)系統中(zhong)，可以省(sheng)去龐大的(de)齒輪減速箱。

交(jiao)(jiao)-直-交(jiao)(jiao)變(bian)(bian)頻器(qi)將交(jiao)(jiao)流電先(xian)整(zheng)流變(bian)(bian)成(cheng)(cheng)直流，再通過逆變(bian)(bian)器(qi)變(bian)(bian)成(cheng)(cheng)可控頻率(lv)和電壓的(de)(de)交(jiao)(jiao)流，配合PWM技術，這(zhe)種變(bian)(bian)頻器(qi)可以(yi)實現大范圍(wei)的(de)(de)變(bian)(bian)壓變(bian)(bian)頻。

對于電動(dong)汽車來講(jiang)，異(yi)步電動(dong)機皮(pi)實耐用，過載能力強，控制算(suan)法又(you)如此成(cheng)熟，完(wan)全可以(yi)拿來用。

同(tong)(tong)步電機的(de)(de)調速：同(tong)(tong)步機沒有轉(zhuan)差率，在(zai)結構確(que)定的(de)(de)情況下，控制電壓不能(neng)改變轉(zhuan)速，所(suo)以在(zai)變頻器出現之(zhi)前，同(tong)(tong)步電動機是(shi)完全不能(neng)調速的(de)(de)。

變頻器的出現讓(rang)交(jiao)流同步電(dian)(dian)動機(ji)也有(you)(you)了(le)巨(ju)大的調(diao)速范圍，因其(qi)轉(zhuan)子(zi)也有(you)(you)獨立勵(li)磁（永磁體或(huo)者電(dian)(dian)勵(li)磁），其(qi)調(diao)速范圍要比(bi)異步電(dian)(dian)動機(ji)更寬，同步電(dian)(dian)動機(ji)煥(huan)發(fa)了(le)新的生機(ji)。       

同步電動機(ji)變(bian)壓變(bian)頻調速(su)系統可以分(fen)為(wei)他(ta)控變(bian)頻調速(su)和自控變(bian)頻調速(su)。

對于他控(kong)(kong)變(bian)頻(pin)調速，和異步電動(dong)機(ji)的變(bian)頻(pin)調速類似，也(ye)可以根據其數學模型采用(yong)SVPWM等控(kong)(kong)制方式來實現(xian)控(kong)(kong)制，其性能還要優于普通交流異步電動(dong)機(ji)。

自控變頻(pin)同(tong)步(bu)(bu)電(dian)動(dong)機(ji)(ji)在發(fa)展過程中曾經有多種(zhong)名字，比如(ru)無(wu)(wu)換向器電(dian)機(ji)(ji)；當采(cai)用(yong)(yong)永磁體且輸(shu)入三相(xiang)(xiang)正弦波(bo)(bo)時，可以(yi)稱為(wei)正弦波(bo)(bo)永磁同(tong)步(bu)(bu)電(dian)動(dong)機(ji)(ji)；而(er)如(ru)果輸(shu)入方波(bo)(bo)，那么就(jiu)可以(yi)稱為(wei)梯(ti)形波(bo)(bo)永磁同(tong)步(bu)(bu)電(dian)動(dong)機(ji)(ji)，沒(mei)錯，這就(jiu)是類似(si)于之(zhi)前說的的無(wu)(wu)刷直流機(ji)(ji)（BLDM），大家是不是感覺饒了個大圈(quan)有轉回去了，但(dan)是你現在對于變頻(pin)變速的理解(jie)一定更深一步(bu)(bu)了，所以(yi)無(wu)(wu)刷直流電(dian)機(ji)(ji)時采(cai)用(yong)(yong)直流輸(shu)入，但(dan)是使用(yong)(yong)了同(tong)步(bu)(bu)電(dian)機(ji)(ji)的變頻(pin)技術（結(jie)構與永磁同(tong)步(bu)(bu)電(dian)機(ji)(ji)相(xiang)(xiang)同(tong)），在Model3上就(jiu)采(cai)用(yong)(yong)了直流無(wu)(wu)刷電(dian)機(ji)(ji)。

單相(xiang)交(jiao)流異步(bu)電機——單相(xiang)交(jiao)流串勵電機（有刷）

單相(xiang)交流(liu)串(chuan)勵(li)電動(dong)機，俗(su)稱(cheng)串(chuan)勵(li)電機或通用(yong)電機(UniversalMotor國外(wai)叫法，因(yin)交直流(liu)通用(yong)而得名)，電樞繞組和勵(li)磁繞組串(chuan)聯(lian)在一起工作。

單相串(chuan)(chuan)勵(li)電(dian)(dian)動機又叫做(zuo)交直流(liu)兩(liang)用(yong)串(chuan)(chuan)勵(li)電(dian)(dian)動機，它既可以(yi)使用(yong)交流(liu)電(dian)(dian)源工作，也可以(yi)使用(yong)直流(liu)電(dian)(dian)源工作。

單(dan)相串勵電(dian)動機的優(you)點是(shi)由(you)于(yu)它(ta)轉速高、起動力矩大、體積小、重量輕、不容易堵轉、適用電(dian)壓范圍(wei)很廣，可以用調(diao)壓的方法來調(diao)速，簡單(dan)且(qie)易于(yu)實現。

因而在電動工具中得到(dao)廣泛(fan)的(de)應用(yong)，如角(jiao)磨機、手電鉆等。

單(dan)(dan)相串勵電(dian)機的(de)結構同(tong)直流(liu)串勵電(dian)機十分相似(si)，主要的(de)區別(bie)在于單(dan)(dan)相串勵電(dian)機的(de)定(ding)子鐵心必須由(you)硅鋼(gang)片疊壓而成，而直流(liu)的(de)磁極既可(ke)以(yi)由(you)疊壓而成，又可(ke)以(yi)做成整(zheng)體結構。

單相串(chuan)勵(li)電機的調(diao)速，大多數采用調(diao)節電壓的方法，就是(shi)改變電動勢。

單相(xiang)串勵(li)電(dian)機的電(dian)壓調速方法(fa)采(cai)用的可控移相(xiang)調壓，利用可控硅的觸(chu)發(fa)電(dian)壓滯(zhi)后于輸(shu)入電(dian)壓實現對(dui)輸(shu)入電(dian)壓的移相(xiang)觸(chu)發(fa)。

在實現方(fang)法上有硬件和軟件方(fang)式。

采用調節電壓方(fang)法，采用可(ke)控(kong)硅調速(su)技術，具有(you)線路簡(jian)單(dan)，元件體積小等(deng)特(te)點，是一(yi)種可(ke)控(kong)硅簡(jian)單(dan)有(you)效的方(fang)法。

(a)交流(liu)電流(liu)變化曲線;

(b)電流為正半(ban)波時，轉子(zi)的(de)旋(xuan)轉方向  

(c)電流為負半波(bo)時，轉子的旋轉方(fang)向

單相交流(liu)異(yi)步電機——單相交流(liu)鼠籠式電機（無(wu)刷(shua)）

單相電流通過電樞繞組(zu)時(shi)產生的是脈(mo)振磁場(chang)而不是旋(xuan)轉(zhuan)磁場(chang)，所以單相異步電動機不能自起動。

為了解決起(qi)動問(wen)題(ti)，單相(xiang)交流供電的(de)(de)異(yi)步(bu)電動機實際上往往做成兩相(xiang)的(de)(de)。

主(zhu)繞(rao)組由單相電(dian)源直接供電(dian)；副繞(rao)組在(zai)空(kong)間(jian)上與主(zhu)繞(rao)組差90°(電(dian)角度，等于機械角度被(bei)電(dian)動機磁極對數除)。

副繞(rao)組(zu)串聯電(dian)容(rong)或電(dian)阻后再接到單相交流電(dian)源，使其中通過的電(dian)流和主繞(rao)組(zu)中的電(dian)流有一定的相位差。

使(shi)合成磁場(chang)成橢圓形旋轉磁場(chang)，甚(shen)至可能接近于圓形旋轉磁場(chang)。

電動機(ji)因此獲(huo)得起動轉矩。

利用(yong)電阻(zu)分(fen)相方法的(de)(de)電動機(ji)價格低廉，例如副繞(rao)組用(yong)較細的(de)(de)導線(xian)繞(rao)制即可，但分(fen)相效(xiao)果較差，且電阻(zu)上要消耗(hao)能量。

這種電動(dong)機(ji)在(zai)起動(dong)并達到一定轉速后，通常由裝在(zai)電動(dong)機(ji)軸上的離心式開(kai)關將副繞(rao)組自動(dong)切除，以減少(shao)電阻上的損耗、提高運(yun)行效率。

一般用于起動(dong)轉矩要求不高的(de)場(chang)合，如(ru)小(xiao)型車床、小(xiao)型電冰箱等，缺點(dian)是不能調速速。

利用(yong)電(dian)容分相，效果較(jiao)好，有可能在(zai)電(dian)動機某(mou)一(yi)工作(zuo)點時，使電(dian)機合成磁(ci)場接(jie)近于圓形旋(xuan)轉磁(ci)場，從而獲(huo)得較(jiao)好的工作(zuo)特性。