無刷天津電機和(he)有刷電(dian)機(ji)(ji)有什(shen)么(me)區別？同步(bu)電(dian)機(ji)(ji)和(he)異步(bu)電(dian)機(ji)(ji)有什(shen)么(me)區別？伺(si)服電(dian)機(ji)(ji)是(shi)否都是(shi)交(jiao)流電(dian)機(ji)(ji)？伺(si)服電(dian)機(ji)(ji)是(shi)否都是(shi)同步(bu)電(dian)機(ji)(ji)？步(bu)進電(dian)機(ji)(ji)屬于直流電(dian)機(ji)(ji)還是(shi)交(jiao)流電(dian)機(ji)(ji)？舵機(ji)(ji)是(shi)否屬于伺(si)服電(dian)機(ji)(ji)等(deng)等(deng)……

這(zhe)些問(wen)題，很多老(lao)司(si)機也不一(yi)定能完全解(jie)釋的(de)(de)清楚。針對這(zhe)些問(wen)題，大家可以參考(kao)下面(mian)這(zhe)篇文(wen)章學習(xi)，會(hui)對電機的(de)(de)分類(lei)、用法(fa)、優缺點有更加清晰的(de)(de)理解(jie)。

讀過中學物理的學霸(ba)學渣都知道，為(wei)了研究通電導體在磁場(chang)受力的那(nei)點(dian)事(shi)，我們把左手都練(lian)成了斷(duan)掌，這也正是直流電機的原理。

所(suo)有電(dian)機都是(shi)由(you)定子和轉(zhuan)子組成，在(zai)直流電(dian)機中，為了讓(rang)轉(zhuan)子轉(zhuan)起來，需要不斷改變電(dian)流方向(xiang)，否則轉(zhuan)子只能(neng)轉(zhuan)半圈，這點就像自行車腳踏板。所(suo)以直流電(dian)機需要換向(xiang)器(qi)。

廣義的直流(liu)電(dian)機(ji)包括有刷(shua)電(dian)機(ji)和無(wu)刷(shua)電(dian)機(ji)。

有刷電(dian)機又(you)稱直(zhi)(zhi)流電(dian)機或碳刷電(dian)機，常(chang)說(shuo)的(de)直(zhi)(zhi)流電(dian)機就是指有刷直(zhi)(zhi)流電(dian)機，它采用機械(xie)換(huan)向(xiang)，外部磁(ci)極不(bu)(bu)動內(nei)部線圈(電(dian)樞)動，換(huan)向(xiang)器(qi)和轉(zhuan)子線圈一起旋轉(zhuan)，電(dian)刷和磁(ci)鐵都不(bu)(bu)動，于是換(huan)向(xiang)器(qi)和電(dian)刷摩擦(ca)摩擦(ca)，完成電(dian)流方向(xiang)的(de)切(qie)換(huan)。

有刷電機缺點：

1、機械換(huan)向產生的火花引起換(huan)向器和(he)電刷摩擦、電磁干擾、噪聲大、壽命(ming)短(duan)。

2、可靠性差(cha)、故障多，需要經常維護。

3、由于換向器存在，限(xian)制了(le)轉(zhuan)子(zi)慣量(liang)，限(xian)制了(le)更高轉(zhuan)速，影響了(le)動態(tai)性(xing)能。

既然它(ta)這么多缺點為什么還被普遍(bian)應用，因為它(ta)扭力高(gao)、結構簡單容易維護（即換碳刷）、便宜。

無刷電(dian)(dian)(dian)機(ji)在(zai)某(mou)些領域也稱直流(liu)變頻電(dian)(dian)(dian)機(ji)（BLDC），它采用電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)換向（霍爾傳感器），線圈(電(dian)(dian)(dian)樞(shu))不動磁(ci)極動，此時永磁(ci)鐵可以在(zai)線圈外部也可以在(zai)線圈內部，于是有了外轉子(zi)(zi)無刷電(dian)(dian)(dian)機(ji)和(he)內轉子(zi)(zi)無刷電(dian)(dian)(dian)機(ji)之分。

無刷電機(ji)構造與永磁(ci)同(tong)步電機(ji)相同(tong)。

不過(guo)，單個的無刷電機不是一套完整的動力系(xi)統，無刷基本必須通過(guo)無刷控(kong)(kong)制器也就(jiu)是電調(diao)的控(kong)(kong)制才能實(shi)現連續不斷的運轉(zhuan)。

真正決定其使用性(xing)能(neng)的還是無刷電子調速器（也就是電調）。

一(yi)般地，無刷(shua)電(dian)機的驅動電(dian)流(liu)有兩種，一(yi)種是(shi)方(fang)波(bo)，另(ling)一(yi)種是(shi)正弦波(bo)。

有時候(hou)把前一種(zhong)叫直流(liu)無刷電(dian)機(ji)，后一種(zhong)叫交(jiao)流(liu)伺服(fu)電(dian)機(ji)，確切地講是(shi)交(jiao)流(liu)伺服(fu)電(dian)動機(ji)的一種(zhong)。（視頻傳送門）

無刷電(dian)機(ji)的運轉(zhuan)方式不(bu)同(tong)，有可以分(fen)為內轉(zhuan)子(zi)無刷電(dian)機(ji)和外轉(zhuan)子(zi)無刷電(dian)機(ji)。

內轉子(zi)都是三相的 ，價格(ge)較貴(gui)。

外轉子通常(chang)使用(yong)的(de)是單相的(de)，價格親民，大批量(liang)生產(chan)已經接近碳刷電機，因此近年來得到廣泛應(ying)用(yong)。

外轉(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)三相的(de)價格已經接(jie)近內轉(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)的(de)價格。 

嗯，猜都能猜到，有(you)刷(shua)(shua)電機的缺點(dian)就是無刷(shua)(shua)電機的有(you)點(dian)。

它具有高效率、低能(neng)耗、低噪音、超長壽(shou)命、高可(ke)(ke)靠性、可(ke)(ke)伺服控制(zhi)、無(wu)級變頻調速(su)（可(ke)(ke)達很(hen)高轉速(su)）等優(you)點，它相對比有刷直流電機體積小的多，控制(zhi)比異步交流電機簡單，啟動轉矩大過載(zai)能(neng)力強，至于(yu)缺(que)點嘛(ma)……就是比有刷的貴(gui)、不好維護。

直流電機的調速：所(suo)謂調速，即通(tong)過調節電機轉速獲(huo)得所(suo)需(xu)扭矩。

直(zhi)流（有刷）電(dian)機通過調節(jie)電(dian)壓(ya)、串接電(dian)阻、改變勵磁(ci)都(dou)可以調速(su)，但是實際以調節(jie)電(dian)壓(ya)最為(wei)方(fang)便(bian)也(ye)最為(wei)常用(yong)(yong)，目前主要(yao)使用(yong)(yong)PWM調速(su)，PWM其實就是通過高(gao)速(su)的(de)開關(guan)來實現直(zhi)流的(de)調壓(ya)，一個周(zhou)期內，開的(de)時(shi)間(jian)長(chang)，平均電(dian)壓(ya)就高(gao)，關(guan)的(de)時(shi)間(jian)長(chang)，平均電(dian)壓(ya)就低，調起來很(hen)方(fang)便(bian)，只要(yao)開關(guan)速(su)度夠快，電(dian)網的(de)諧波(bo)就少，且(qie)電(dian)流更為(wei)連續(xu)。

但是(shi)電(dian)刷和換向器長期磨損，同時在換向的(de)時候有巨大的(de)電(dian)流變(bian)化，非(fei)常容(rong)易產(chan)生火花，換向器和電(dian)刷限制了直流電(dian)動(dong)機的(de)容(rong)量和速度(du)，使得直流電(dian)動(dong)機的(de)調速遇到了瓶頸。

對于無刷直(zhi)(zhi)流電(dian)機(ji)，調(diao)速的(de)時候表面(mian)上只控(kong)制了輸入電(dian)壓(ya)，但電(dian)機(ji)的(de)自(zi)(zi)控(kong)變(bian)頻調(diao)速系統（無刷直(zhi)(zhi)流電(dian)機(ji)本身自(zi)(zi)帶轉子位置(zhi)檢測器等轉子位置(zhi)信號(hao)獲取裝置(zhi)，使(shi)用此(ci)裝置(zhi)的(de)轉子位置(zhi)信號(hao)來(lai)(lai)控(kong)制變(bian)壓(ya)變(bian)頻調(diao)速裝置(zhi)的(de)換(huan)相時刻）自(zi)(zi)動根(gen)據(ju)變(bian)壓(ya)控(kong)制了頻率(lv)，用起來(lai)(lai)和直(zhi)(zhi)流（有(you)刷）電(dian)機(ji)幾乎(hu)一(yi)樣，非常方便。

由于轉子采用永(yong)磁體，不需要專門的(de)勵磁繞組，在同等容量的(de)情況(kuang)下，電(dian)機體積更(geng)(geng)(geng)(geng)小，重量更(geng)(geng)(geng)(geng)輕(qing)，效率更(geng)(geng)(geng)(geng)高，結構更(geng)(geng)(geng)(geng)緊(jin)湊，運行(xing)更(geng)(geng)(geng)(geng)可靠(kao)，動(dong)(dong)態性能更(geng)(geng)(geng)(geng)好(hao)，在電(dian)動(dong)(dong)汽車的(de)驅動(dong)(dong)等方面都獲得了廣(guang)泛的(de)應用。

交流電機(ji)(ji)(ji)分為同步(bu)電機(ji)(ji)(ji)和(he)異(yi)步(bu)電機(ji)(ji)(ji)，同步(bu)電機(ji)(ji)(ji)多(duo)用(yong)于發電機(ji)(ji)(ji)，異(yi)步(bu)電機(ji)(ji)(ji)多(duo)用(yong)于電動機(ji)(ji)(ji)。

電(dian)(dian)機的(de)外殼是定子(zi)，定子(zi)上有三相對稱(cheng)交流繞組(zu)，由(you)于(yu)三相電(dian)(dian)順序變化(hua)，形(xing)成一個旋轉(zhuan)的(de)合成磁場，磁場的(de)旋轉(zhuan)速度(du)就是同(tong)步轉(zhuan)速。

同(tong)步轉(zhuan)速(su)n=60f/p，f是(shi)頻率，p是(shi)極(ji)對(dui)數(shu)，比如對(dui)于接入電網(wang)50Hz的2極(ji)電動機（即極(ji)對(dui)數(shu)為1對(dui)），那么轉(zhuan)速(su)n=60*50/1=3000r/min。

同(tong)理(li)，4極(ji)，6極(ji)，8極(ji)電(dian)機同(tong)步轉(zhuan)速為(wei)1500，1000,750  。

異(yi)步電機機構(gou)簡單，轉子為閉合線(xian)圈(quan)，比如(ru)鼠籠(long)式。

轉(zhuan)(zhuan)子線圈將(jiang)切割旋轉(zhuan)(zhuan)磁場(chang)，產生(sheng)感應電(dian)動勢，進而產生(sheng)感應電(dian)流，最后產生(sheng)旋轉(zhuan)(zhuan)磁場(chang)，這樣轉(zhuan)(zhuan)子就變(bian)成了一個電(dian)磁鐵，將(jiang)跟隨定子磁場(chang)旋轉(zhuan)(zhuan)，所以轉(zhuan)(zhuan)子的轉(zhuan)(zhuan)速必(bi)然＜定子的旋轉(zhuan)(zhuan)磁場(chang)，這樣才(cai)能切割磁感線。

即轉(zhuan)(zhuan)子(zi)的異(yi)步(bu)轉(zhuan)(zhuan)速(su)(su)＜同(tong)步(bu)轉(zhuan)(zhuan)速(su)(su)，轉(zhuan)(zhuan)子(zi)與定子(zi)磁場存在轉(zhuan)(zhuan)速(su)(su)差，所以稱之為異(yi)步(bu)電機。

不同廠家生產的(de)異步電機(ji)額定轉(zhuan)速(su)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(dian)機(ji)空(kong)載(zai)時轉(zhuan)速高，有負載(zai)時轉(zhuan)速下(xia)降(jiang)。

異步電(dian)動機結構簡單，維護(hu)方便，運行(xing)可靠價格(ge)便宜，得到廣泛應用。

同步電機：

如果讓轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)子速度(du)=定(ding)子磁(ci)(ci)(ci)場(chang)旋轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)速度(du)，就成(cheng)為了同步電機(ji)，此時就需要(yao)把定(ding)子變成(cheng)一個(ge)電磁(ci)(ci)(ci)鐵或永磁(ci)(ci)(ci)鐵，即(ji)給(gei)定(ding)子通電，此時不需要(yao)再(zai)切割磁(ci)(ci)(ci)感線就能旋轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)，旋轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)速度(du)與磁(ci)(ci)(ci)場(chang)旋轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)速度(du)相(xiang)同，即(ji)形成(cheng)同步電機(ji)。      

同步(bu)(bu)電(dian)機(ji)(ji)轉子結構比(bi)異(yi)步(bu)(bu)電(dian)機(ji)(ji)復雜，價格高，在生產生活中(zhong)應(ying)用不如異(yi)步(bu)(bu)電(dian)機(ji)(ji)廣泛，主要用作發電(dian)機(ji)(ji)上，現在火電(dian)站，水(shui)(shui)電(dian)站、汽輪機(ji)(ji)、水(shui)(shui)輪機(ji)(ji)基本都是同步(bu)(bu)電(dian)機(ji)(ji)。

異(yi)步電(dian)機(ji)的(de)調速：理(li)論上異(yi)步電(dian)動機(ji)控制(zhi)交流電(dian)頻率(lv)、電(dian)壓、或(huo)者(zhe)轉子的(de)電(dian)阻、電(dian)機(ji)的(de)磁極分(fen)布都可以調速，但是(shi)實(shi)(shi)際上實(shi)(shi)現無(wu)極調速用調節頻率(lv)和電(dian)壓的(de)方法實(shi)(shi)現。

由(you)于(yu)調壓(ya)調速范圍(wei)不大，一般只能(neng)用(yong)在調速要求不高的場合，應用(yong)并不廣泛(fan)。      

 變頻調速(su)：說到變頻，大家可(ke)能(neng)都聽說過。

變頻調速的全稱是變壓變頻調速（VVVF），也(ye)就是在改(gai)變頻率的時候改(gai)變電(dian)(dian)壓，這樣異步電(dian)(dian)動機的調速范圍就足夠大(da)了。

變(bian)頻(pin)器(qi)可以(yi)分為兩個大類：交(jiao)(jiao)交(jiao)(jiao)變(bian)頻(pin)和交(jiao)(jiao)直交(jiao)(jiao)變(bian)頻(pin)。

交-交變頻：將(jiang)交流電(dian)(dian)直接通(tong)過電(dian)(dian)力電(dian)(dian)子器件變換為另一(yi)個頻率(lv)的交流電(dian)(dian)，更(geng)高輸(shu)出頻率(lv)不能超過輸(shu)入頻率(lv)的一(yi)半(ban)，所以一(yi)般只用(yong)在(zai)低轉速、大容量的系(xi)統中，可(ke)以省去龐(pang)大的齒輪減速箱。

交(jiao)(jiao)-直(zhi)-交(jiao)(jiao)變頻(pin)器(qi)將交(jiao)(jiao)流(liu)電(dian)先整流(liu)變成(cheng)直(zhi)流(liu)，再通過逆變器(qi)變成(cheng)可控頻(pin)率(lv)和(he)電(dian)壓(ya)的交(jiao)(jiao)流(liu)，配(pei)合PWM技(ji)術，這(zhe)種變頻(pin)器(qi)可以實現(xian)大(da)范圍的變壓(ya)變頻(pin)。

對于電(dian)動汽車來講，異步電(dian)動機(ji)皮(pi)實(shi)耐用，過載能(neng)力強，控制(zhi)算法又如此成熟(shu)，完(wan)全(quan)可以(yi)拿(na)來用。

同(tong)步(bu)電(dian)機(ji)(ji)的(de)調速：同(tong)步(bu)機(ji)(ji)沒(mei)有(you)轉(zhuan)差率(lv)，在(zai)結構確定的(de)情況下，控制電(dian)壓不能改變轉(zhuan)速，所以在(zai)變頻器出(chu)現之前，同(tong)步(bu)電(dian)動機(ji)(ji)是完全(quan)不能調速的(de)。

變(bian)頻器的(de)(de)出(chu)現讓(rang)交流(liu)同步(bu)電(dian)動(dong)(dong)機(ji)(ji)也(ye)有(you)(you)了巨(ju)大的(de)(de)調速范圍，因(yin)其轉子也(ye)有(you)(you)獨立勵磁(ci)（永磁(ci)體或(huo)者電(dian)勵磁(ci)），其調速范圍要比異步(bu)電(dian)動(dong)(dong)機(ji)(ji)更寬，同步(bu)電(dian)動(dong)(dong)機(ji)(ji)煥發了新(xin)的(de)(de)生機(ji)(ji)。       

同(tong)步(bu)電(dian)動機變(bian)壓變(bian)頻調速系(xi)統可以分為他控(kong)變(bian)頻調速和(he)自控(kong)變(bian)頻調速。

對于(yu)他控(kong)變頻(pin)調速，和異(yi)步電(dian)動(dong)(dong)機(ji)的變頻(pin)調速類似，也可(ke)以根據其數學模(mo)型(xing)采用SVPWM等控(kong)制(zhi)方式(shi)來實現控(kong)制(zhi)，其性(xing)能還要優于(yu)普通交流異(yi)步電(dian)動(dong)(dong)機(ji)。

自控變頻(pin)(pin)同(tong)(tong)步電(dian)動機(ji)在發(fa)展(zhan)過程中曾經有多種名字，比(bi)如(ru)無換(huan)向器(qi)電(dian)機(ji)；當采用永磁(ci)(ci)體且輸(shu)入(ru)三相(xiang)正弦波(bo)時，可(ke)以稱為正弦波(bo)永磁(ci)(ci)同(tong)(tong)步電(dian)動機(ji)；而如(ru)果(guo)輸(shu)入(ru)方波(bo)，那么就可(ke)以稱為梯形波(bo)永磁(ci)(ci)同(tong)(tong)步電(dian)動機(ji)，沒錯，這(zhe)就是(shi)類似(si)于之前說的(de)(de)(de)的(de)(de)(de)無刷(shua)直(zhi)流機(ji)（BLDM），大家是(shi)不是(shi)感覺饒了個大圈有轉回去了，但是(shi)你現(xian)在對于變頻(pin)(pin)變速(su)的(de)(de)(de)理解一定更深(shen)一步了，所以無刷(shua)直(zhi)流電(dian)機(ji)時采用直(zhi)流輸(shu)入(ru)，但是(shi)使用了同(tong)(tong)步電(dian)機(ji)的(de)(de)(de)變頻(pin)(pin)技術(shu)（結構與永磁(ci)(ci)同(tong)(tong)步電(dian)機(ji)相(xiang)同(tong)(tong)），在Model3上就采用了直(zhi)流無刷(shua)電(dian)機(ji)。

單相交流異步電機——單相交流串勵電機（有刷）

單相交(jiao)流(liu)串勵(li)(li)電動(dong)機(ji)(ji)，俗稱串勵(li)(li)電機(ji)(ji)或通用電機(ji)(ji)(UniversalMotor國外叫法，因交(jiao)直流(liu)通用而得名(ming))，電樞(shu)繞(rao)組和勵(li)(li)磁繞(rao)組串聯(lian)在(zai)一起工作(zuo)。

單相串勵電(dian)動(dong)機(ji)又叫做(zuo)交直流(liu)兩用串勵電(dian)動(dong)機(ji)，它(ta)既(ji)可以使用交流(liu)電(dian)源工作(zuo)，也可以使用直流(liu)電(dian)源工作(zuo)。

單(dan)(dan)相串勵電(dian)(dian)動機的優點(dian)是由于(yu)它轉速高、起動力矩大、體積小、重量輕、不(bu)容易堵轉、適用電(dian)(dian)壓范圍很廣，可以用調壓的方法來調速，簡單(dan)(dan)且(qie)易于(yu)實現(xian)。

因而在電(dian)動工具(ju)中得到廣泛的(de)應(ying)用(yong)，如(ru)角磨機、手電(dian)鉆等。

單相串(chuan)勵電(dian)機的(de)結構(gou)同直流(liu)串(chuan)勵電(dian)機十分相似，主要的(de)區別在于單相串(chuan)勵電(dian)機的(de)定子鐵(tie)心必須由硅鋼片疊(die)壓而成(cheng)(cheng)，而直流(liu)的(de)磁(ci)極(ji)既(ji)可(ke)以由疊(die)壓而成(cheng)(cheng)，又可(ke)以做成(cheng)(cheng)整(zheng)體結構(gou)。

單相(xiang)串勵電機的(de)調速，大多數采用調節電壓的(de)方法，就是(shi)改變電動勢(shi)。

單相(xiang)串(chuan)勵電機的(de)電壓調速方法采用的(de)可控(kong)(kong)移相(xiang)調壓，利(li)用可控(kong)(kong)硅的(de)觸(chu)發(fa)電壓滯(zhi)后于輸入電壓實現(xian)對輸入電壓的(de)移相(xiang)觸(chu)發(fa)。

在實現(xian)方法(fa)上有硬件和軟件方式。

采用調(diao)節(jie)電(dian)壓(ya)方(fang)(fang)法，采用可(ke)控硅調(diao)速技術(shu)，具有線路(lu)簡(jian)單，元件體積小等(deng)特點(dian)，是一種可(ke)控硅簡(jian)單有效的(de)方(fang)(fang)法。

(a)交(jiao)流電流變化曲線;

(b)電流為(wei)正半波時，轉子(zi)的旋轉方向  

(c)電流(liu)為負(fu)半(ban)波時，轉子的旋轉方向

單相(xiang)交流(liu)異步電機——單相(xiang)交流(liu)鼠籠式電機（無刷）

單相(xiang)(xiang)電(dian)流通過(guo)電(dian)樞繞組(zu)時產生的(de)是脈(mo)振(zhen)磁(ci)場而(er)不(bu)是旋(xuan)轉磁(ci)場，所(suo)以單相(xiang)(xiang)異步電(dian)動(dong)機(ji)不(bu)能自起動(dong)。

為了解(jie)決(jue)起動(dong)問(wen)題，單相(xiang)(xiang)交流供電(dian)的異步電(dian)動(dong)機(ji)實(shi)際上往(wang)往(wang)做成兩相(xiang)(xiang)的。

主(zhu)繞(rao)(rao)組由單相電(dian)源直接供電(dian)；副(fu)繞(rao)(rao)組在空間(jian)上與主(zhu)繞(rao)(rao)組差90°(電(dian)角(jiao)度(du)，等于機械角(jiao)度(du)被電(dian)動(dong)機磁(ci)極對數除)。

副繞組串聯電(dian)容或(huo)電(dian)阻后(hou)再(zai)接到(dao)單(dan)相交流電(dian)源，使其中通過的電(dian)流和主繞組中的電(dian)流有一(yi)定(ding)的相位差。

使合(he)成(cheng)磁場成(cheng)橢(tuo)圓形旋轉磁場，甚(shen)至可能(neng)接近于圓形旋轉磁場。

電動(dong)機因此獲得起動(dong)轉矩。

利用電阻(zu)分(fen)相方(fang)法的電動(dong)機價格低廉，例如副繞組用較細的導線繞制即可，但分(fen)相效果(guo)較差，且電阻(zu)上要消耗(hao)能(neng)量。

這種電動(dong)機(ji)在起動(dong)并(bing)達(da)到一定(ding)轉(zhuan)速后，通常由裝在電動(dong)機(ji)軸上(shang)的離心式開關將副繞組自動(dong)切除(chu)，以減(jian)少(shao)電阻上(shang)的損耗、提高運行效率。

一般用于起動轉矩要求不高(gao)的(de)場合，如小型車床、小型電(dian)冰箱(xiang)等，缺(que)點是不能調速速。

利(li)用電容(rong)分(fen)相，效果較好，有可能(neng)在電動機某一(yi)工作點時(shi)，使電機合成磁場(chang)(chang)接近(jin)于圓形旋轉磁場(chang)(chang)，從(cong)而獲得(de)較好的(de)工作特性。