無刷潼南電機和有刷電(dian)(dian)機(ji)有什么區(qu)別？同步(bu)(bu)電(dian)(dian)機(ji)和異步(bu)(bu)電(dian)(dian)機(ji)有什么區(qu)別？伺服電(dian)(dian)機(ji)是(shi)否都是(shi)交流(liu)電(dian)(dian)機(ji)？伺服電(dian)(dian)機(ji)是(shi)否都是(shi)同步(bu)(bu)電(dian)(dian)機(ji)？步(bu)(bu)進電(dian)(dian)機(ji)屬于直流(liu)電(dian)(dian)機(ji)還(huan)是(shi)交流(liu)電(dian)(dian)機(ji)？舵(duo)機(ji)是(shi)否屬于伺服電(dian)(dian)機(ji)等等……

這些(xie)問題(ti)，很(hen)多老司(si)機也不一定能完全解釋的清楚。針對這些(xie)問題(ti)，大家可以參(can)考(kao)下面這篇文章學習(xi)，會對電機的分類、用法、優缺點有更加清晰的理解。

讀過中學(xue)物理(li)的學(xue)霸學(xue)渣都知道，為了研究通電導體(ti)在(zai)磁場受力的那點事，我們把左(zuo)手都練成了斷掌，這也正是直流電機的原(yuan)理(li)。

所有電(dian)機都是(shi)由定子(zi)和轉(zhuan)子(zi)組成(cheng)，在直(zhi)流電(dian)機中，為(wei)了讓轉(zhuan)子(zi)轉(zhuan)起(qi)來，需要(yao)不斷改變電(dian)流方向，否則轉(zhuan)子(zi)只能轉(zhuan)半圈(quan)，這點就像自行車(che)腳踏板(ban)。所以直(zhi)流電(dian)機需要(yao)換向器。

廣義的直(zhi)流電機包括有刷電機和無刷電機。

有(you)刷(shua)(shua)電機又稱直(zhi)流電機或碳刷(shua)(shua)電機，常說的(de)直(zhi)流電機就是指有(you)刷(shua)(shua)直(zhi)流電機，它采用機械換(huan)向(xiang)，外部磁極不動內部線(xian)圈(電樞)動，換(huan)向(xiang)器和轉子線(xian)圈一起旋轉，電刷(shua)(shua)和磁鐵(tie)都(dou)不動，于是換(huan)向(xiang)器和電刷(shua)(shua)摩擦摩擦，完成(cheng)電流方向(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(dian)刷(shua)摩(mo)擦、電(dian)磁干擾、噪聲大、壽命短。

2、可靠(kao)性差、故(gu)障多，需要經常維護。

3、由于換向器存在，限(xian)制了(le)轉子慣量，限(xian)制了(le)更高轉速，影響(xiang)了(le)動態性能。

既然它這么多缺(que)點為(wei)什(shen)么還被普遍應用，因為(wei)它扭(niu)力高、結構簡單容易維護（即換碳刷）、便宜(yi)。

無(wu)(wu)刷(shua)電(dian)機在某(mou)些領域也(ye)稱直流變頻電(dian)機（BLDC），它采用電(dian)子換向（霍爾傳(chuan)感器），線(xian)圈(電(dian)樞)不動磁(ci)極動，此(ci)時(shi)永(yong)磁(ci)鐵可以在線(xian)圈外部(bu)也(ye)可以在線(xian)圈內部(bu)，于(yu)是(shi)有了外轉子無(wu)(wu)刷(shua)電(dian)機和內轉子無(wu)(wu)刷(shua)電(dian)機之分。

無刷電機(ji)構(gou)造(zao)與(yu)永磁同(tong)步電機(ji)相同(tong)。

不過，單個的(de)無刷電機(ji)不是一套(tao)完整的(de)動力(li)系統，無刷基本必須通過無刷控(kong)(kong)制(zhi)器也就是電調的(de)控(kong)(kong)制(zhi)才能實現連續(xu)不斷的(de)運轉。

真(zhen)正決定其使用性能的(de)還是無刷(shua)電子調速(su)器(qi)（也就是電調）。

一般地，無刷電機的驅動電流(liu)有兩種，一種是方(fang)波，另一種是正弦波。

有時候把前一(yi)種(zhong)(zhong)(zhong)叫直流無(wu)刷電機，后一(yi)種(zhong)(zhong)(zhong)叫交流伺(si)服電機，確切地講是交流伺(si)服電動機的一(yi)種(zhong)(zhong)(zhong)。（視(shi)頻傳送門）

無刷電(dian)機的運轉(zhuan)(zhuan)方式不同，有(you)可以(yi)分為(wei)內轉(zhuan)(zhuan)子無刷電(dian)機和外轉(zhuan)(zhuan)子無刷電(dian)機。

內轉(zhuan)子(zi)都是三相的 ，價(jia)格較貴(gui)。

外轉子(zi)通(tong)常使用的(de)是(shi)單相的(de)，價格親(qin)民，大批量生產已經接近(jin)碳刷(shua)電機(ji)，因此(ci)近(jin)年來(lai)得(de)到廣泛應(ying)用。

外轉子(zi)三相(xiang)的(de)價(jia)格已(yi)經接近內轉子(zi)的(de)價(jia)格。 

嗯，猜(cai)都能猜(cai)到，有刷電(dian)機的缺點(dian)就(jiu)是無刷電(dian)機的有點(dian)。

它(ta)具有(you)高(gao)效率、低(di)能(neng)耗、低(di)噪音(yin)、超(chao)長壽(shou)命、高(gao)可(ke)靠性、可(ke)伺服控(kong)制(zhi)、無(wu)級變頻調速（可(ke)達很高(gao)轉(zhuan)速）等優點，它(ta)相(xiang)對比有(you)刷(shua)直流電(dian)機體(ti)積小(xiao)的(de)多，控(kong)制(zhi)比異步交(jiao)流電(dian)機簡單，啟動轉(zhuan)矩(ju)大(da)過載能(neng)力強，至(zhi)于缺點嘛……就是比有(you)刷(shua)的(de)貴、不好維護。

直流電(dian)機(ji)的調速(su)：所(suo)謂(wei)調速(su)，即(ji)通過調節(jie)電(dian)機(ji)轉速(su)獲得所(suo)需扭(niu)矩。

直(zhi)(zhi)流（有刷）電(dian)(dian)(dian)機通(tong)(tong)過調節電(dian)(dian)(dian)壓、串接(jie)電(dian)(dian)(dian)阻、改變勵磁都可以調速，但是實(shi)(shi)際以調節電(dian)(dian)(dian)壓最(zui)(zui)為方便也最(zui)(zui)為常用，目(mu)前(qian)主要(yao)使(shi)用PWM調速，PWM其實(shi)(shi)就是通(tong)(tong)過高速的(de)開關(guan)來(lai)實(shi)(shi)現直(zhi)(zhi)流的(de)調壓，一個(ge)周期內，開的(de)時(shi)間長，平均電(dian)(dian)(dian)壓就高，關(guan)的(de)時(shi)間長，平均電(dian)(dian)(dian)壓就低，調起來(lai)很方便，只(zhi)要(yao)開關(guan)速度夠快，電(dian)(dian)(dian)網的(de)諧波(bo)就少，且電(dian)(dian)(dian)流更為連續。

但是電(dian)刷和(he)換(huan)向器(qi)長(chang)期磨損，同時在換(huan)向的(de)(de)時候有巨大(da)的(de)(de)電(dian)流變化，非常容易產生火花(hua)，換(huan)向器(qi)和(he)電(dian)刷限制了直流電(dian)動(dong)機(ji)(ji)的(de)(de)容量(liang)和(he)速(su)度(du)，使得直流電(dian)動(dong)機(ji)(ji)的(de)(de)調速(su)遇到了瓶頸。

對于無刷(shua)直(zhi)流(liu)(liu)電機，調速的(de)(de)時候(hou)表面(mian)上(shang)只控(kong)制了(le)(le)輸入電壓(ya)，但電機的(de)(de)自控(kong)變(bian)(bian)頻調速系統（無刷(shua)直(zhi)流(liu)(liu)電機本身自帶轉(zhuan)子位置(zhi)(zhi)檢測器(qi)等轉(zhuan)子位置(zhi)(zhi)信(xin)(xin)號獲取裝(zhuang)置(zhi)(zhi)，使(shi)用此裝(zhuang)置(zhi)(zhi)的(de)(de)轉(zhuan)子位置(zhi)(zhi)信(xin)(xin)號來控(kong)制變(bian)(bian)壓(ya)變(bian)(bian)頻調速裝(zhuang)置(zhi)(zhi)的(de)(de)換相時刻）自動根(gen)據變(bian)(bian)壓(ya)控(kong)制了(le)(le)頻率，用起來和直(zhi)流(liu)(liu)（有(you)刷(shua)）電機幾乎一樣，非常方便。

由于轉子(zi)采用(yong)永磁體(ti)，不需(xu)要(yao)專門的(de)勵磁繞組，在同等容量的(de)情(qing)況下，電(dian)機體(ti)積更(geng)(geng)小(xiao)，重量更(geng)(geng)輕(qing)，效率更(geng)(geng)高，結構更(geng)(geng)緊湊，運(yun)行更(geng)(geng)可靠，動(dong)態(tai)性能更(geng)(geng)好(hao)，在電(dian)動(dong)汽車的(de)驅動(dong)等方面都(dou)獲得(de)了廣泛(fan)的(de)應用(yong)。

交(jiao)流電(dian)機分為同步(bu)電(dian)機和異步(bu)電(dian)機，同步(bu)電(dian)機多用于發電(dian)機，異步(bu)電(dian)機多用于電(dian)動機。

電機(ji)的(de)外殼是(shi)定子，定子上有三(san)(san)相(xiang)對稱交流繞(rao)組，由(you)于(yu)三(san)(san)相(xiang)電順序(xu)變化(hua)，形成(cheng)一個旋轉的(de)合(he)成(cheng)磁場，磁場的(de)旋轉速度就是(shi)同步轉速。

同步轉速n=60f/p，f是(shi)頻率，p是(shi)極對(dui)數，比如對(dui)于接(jie)入電網50Hz的2極電動機（即極對(dui)數為1對(dui)），那(nei)么轉速n=60*50/1=3000r/min。

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

異步電機(ji)機(ji)構簡單，轉子為閉合線圈，比如鼠籠式(shi)。

轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)(zi)線圈將切割旋轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)磁場，產生(sheng)感(gan)應(ying)電動勢，進(jin)而(er)產生(sheng)感(gan)應(ying)電流，最后產生(sheng)旋轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)磁場，這(zhe)樣(yang)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)(zi)就變成了一個電磁鐵，將跟(gen)隨定子(zi)(zi)(zi)磁場旋轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)，所(suo)以轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)(zi)的轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)速(su)必然＜定子(zi)(zi)(zi)的旋轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)磁場，這(zhe)樣(yang)才能切割磁感(gan)線。

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

不同廠家生(sheng)產的異步電(dian)機額定轉(zhuan)速略有差異，2極電(dian)機約2800+r/min，4極，6極，8極異步約為1400+,950+,700+。

異(yi)步電機空載時(shi)轉速(su)高，有負載時(shi)轉速(su)下(xia)降。

異步電動機(ji)結構簡單，維護方便(bian)，運行可(ke)靠價格便(bian)宜，得到廣泛應用(yong)。

同步電機：

如(ru)果讓轉子(zi)速(su)(su)度=定(ding)子(zi)磁場(chang)旋轉速(su)(su)度，就成為了同步電(dian)機，此(ci)時(shi)就需(xu)要把(ba)定(ding)子(zi)變成一(yi)個電(dian)磁鐵或永(yong)磁鐵，即(ji)給定(ding)子(zi)通電(dian)，此(ci)時(shi)不需(xu)要再切(qie)割磁感線(xian)就能旋轉，旋轉速(su)(su)度與磁場(chang)旋轉速(su)(su)度相(xiang)同，即(ji)形成同步電(dian)機。      

同步(bu)電(dian)機(ji)(ji)轉(zhuan)子結構比異步(bu)電(dian)機(ji)(ji)復雜，價格高(gao)，在(zai)生(sheng)產生(sheng)活中應用不(bu)如(ru)異步(bu)電(dian)機(ji)(ji)廣泛，主要用作發電(dian)機(ji)(ji)上，現在(zai)火電(dian)站(zhan)，水(shui)電(dian)站(zhan)、汽(qi)輪(lun)機(ji)(ji)、水(shui)輪(lun)機(ji)(ji)基本都是同步(bu)電(dian)機(ji)(ji)。

異步(bu)電機的調(diao)速(su)：理論上異步(bu)電動機控制交流電頻率、電壓(ya)(ya)、或(huo)者轉子的電阻、電機的磁極分布都可(ke)以調(diao)速(su)，但是實際上實現(xian)(xian)無極調(diao)速(su)用(yong)調(diao)節頻率和(he)電壓(ya)(ya)的方(fang)法實現(xian)(xian)。

由于調(diao)壓調(diao)速范圍不大，一般只能用(yong)在調(diao)速要求不高的(de)場合，應用(yong)并(bing)不廣泛。      

 變頻調速：說到變頻，大家可能都聽說過。

變頻(pin)(pin)調(diao)速(su)的(de)(de)全(quan)稱是變壓變頻(pin)(pin)調(diao)速(su)（VVVF），也就是在改變頻(pin)(pin)率的(de)(de)時候改變電(dian)壓，這(zhe)樣異(yi)步電(dian)動機的(de)(de)調(diao)速(su)范圍就足夠大了。

變頻器可以分(fen)為兩個大類(lei)：交交變頻和交直交變頻。

交(jiao)-交(jiao)變頻(pin)：將交(jiao)流電直接通過電力電子器件變換為另一個頻(pin)率(lv)的(de)交(jiao)流電，更高輸出頻(pin)率(lv)不能超過輸入頻(pin)率(lv)的(de)一半，所(suo)以(yi)一般只用在低(di)轉(zhuan)速、大(da)容量(liang)的(de)系(xi)統中，可以(yi)省去龐大(da)的(de)齒輪(lun)減速箱。

交-直-交變(bian)(bian)(bian)頻(pin)器(qi)將(jiang)交流電(dian)先(xian)整流變(bian)(bian)(bian)成(cheng)直流，再通過逆(ni)變(bian)(bian)(bian)器(qi)變(bian)(bian)(bian)成(cheng)可(ke)控(kong)頻(pin)率和電(dian)壓的交流，配合PWM技術(shu)，這種變(bian)(bian)(bian)頻(pin)器(qi)可(ke)以(yi)實現大范圍的變(bian)(bian)(bian)壓變(bian)(bian)(bian)頻(pin)。

對于電動(dong)汽車來(lai)講(jiang)，異步(bu)電動(dong)機皮實耐用(yong)，過載能力強，控制算法(fa)又如此成熟，完全可以拿來(lai)用(yong)。

同步(bu)電機(ji)的調(diao)速：同步(bu)機(ji)沒有轉差率，在結構確定的情況下(xia)，控(kong)制電壓(ya)不(bu)能改(gai)變轉速，所以在變頻器(qi)出現(xian)之前，同步(bu)電動機(ji)是完全不(bu)能調(diao)速的。

變頻(pin)器的出現讓交流同(tong)步電(dian)動機也有(you)了巨大的調(diao)速范圍(wei)，因其(qi)轉子也有(you)獨立勵磁（永磁體或者電(dian)勵磁），其(qi)調(diao)速范圍(wei)要比(bi)異步電(dian)動機更寬，同(tong)步電(dian)動機煥發了新的生機。       

同步電動機變(bian)壓變(bian)頻(pin)調(diao)速系統可以分為(wei)他(ta)控變(bian)頻(pin)調(diao)速和自控變(bian)頻(pin)調(diao)速。

對于他控(kong)變頻調(diao)速(su)，和異(yi)步電動(dong)機的變頻調(diao)速(su)類似，也(ye)可以(yi)根據其數學模型采用SVPWM等控(kong)制方(fang)式(shi)來實現控(kong)制，其性能還(huan)要優于普通交流(liu)異(yi)步電動(dong)機。

自控變(bian)(bian)頻同步(bu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)動(dong)機(ji)(ji)在發展過程中曾經有多種名字，比(bi)如無換向(xiang)器電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)；當采用(yong)永(yong)磁(ci)體且輸(shu)(shu)入三(san)相(xiang)正(zheng)(zheng)弦(xian)波(bo)時，可以稱(cheng)為(wei)(wei)正(zheng)(zheng)弦(xian)波(bo)永(yong)磁(ci)同步(bu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)動(dong)機(ji)(ji)；而如果輸(shu)(shu)入方波(bo)，那么就(jiu)(jiu)可以稱(cheng)為(wei)(wei)梯形波(bo)永(yong)磁(ci)同步(bu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)動(dong)機(ji)(ji)，沒(mei)錯，這就(jiu)(jiu)是(shi)類似(si)于之前(qian)說的的無刷直流機(ji)(ji)（BLDM），大(da)家是(shi)不是(shi)感(gan)覺饒了(le)個大(da)圈有轉回去了(le)，但(dan)是(shi)你現在對(dui)于變(bian)(bian)頻變(bian)(bian)速的理(li)解一定更深一步(bu)了(le)，所以無刷直流電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)時采用(yong)直流輸(shu)(shu)入，但(dan)是(shi)使(shi)用(yong)了(le)同步(bu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)的變(bian)(bian)頻技術（結構(gou)與永(yong)磁(ci)同步(bu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)相(xiang)同），在Model3上就(jiu)(jiu)采用(yong)了(le)直流無刷電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)。

單相交流異步(bu)電機(ji)——單相交流串(chuan)勵電機(ji)（有刷）

單相交(jiao)流串(chuan)勵(li)電動機(ji)，俗(su)稱串(chuan)勵(li)電機(ji)或通用(yong)(yong)電機(ji)(UniversalMotor國外叫法，因交(jiao)直(zhi)流通用(yong)(yong)而(er)得名)，電樞繞組和勵(li)磁繞組串(chuan)聯在一起工作。

單相串勵(li)電動(dong)機又(you)叫做(zuo)交直流(liu)(liu)兩(liang)用串勵(li)電動(dong)機，它既可以使用交流(liu)(liu)電源(yuan)工作，也可以使用直流(liu)(liu)電源(yuan)工作。

單相串(chuan)勵(li)電動(dong)機的(de)優點是由(you)于它轉速(su)高、起動(dong)力矩大、體積(ji)小、重量輕、不(bu)容易堵轉、適(shi)用電壓范圍(wei)很廣(guang)，可以(yi)用調壓的(de)方法來(lai)調速(su)，簡單且易于實(shi)現。

因而在電動工(gong)具中得(de)到廣(guang)泛(fan)的應用，如(ru)角磨機、手電鉆(zhan)等。

單相(xiang)(xiang)串(chuan)勵電(dian)機(ji)的結構(gou)同直流串(chuan)勵電(dian)機(ji)十分相(xiang)(xiang)似，主(zhu)要的區別在(zai)于單相(xiang)(xiang)串(chuan)勵電(dian)機(ji)的定子鐵心必須由(you)硅鋼片疊壓(ya)而成(cheng)，而直流的磁極(ji)既可(ke)以由(you)疊壓(ya)而成(cheng)，又可(ke)以做成(cheng)整體結構(gou)。

單相串勵電(dian)機的調(diao)速，大多數(shu)采用調(diao)節(jie)電(dian)壓的方法(fa)，就是改(gai)變電(dian)動(dong)勢。

單相串勵電(dian)機的電(dian)壓(ya)調(diao)速方法(fa)采用的可控(kong)移相調(diao)壓(ya)，利用可控(kong)硅的觸發電(dian)壓(ya)滯后于(yu)輸入電(dian)壓(ya)實現對輸入電(dian)壓(ya)的移相觸發。

在實現方法上有(you)硬件和軟件方式。

采用(yong)(yong)調節(jie)電壓方(fang)法，采用(yong)(yong)可控(kong)(kong)硅調速技(ji)術，具有(you)線路簡(jian)單，元件體積小等特點，是一(yi)種可控(kong)(kong)硅簡(jian)單有(you)效的方(fang)法。

(a)交流電(dian)流變(bian)化曲(qu)線;

(b)電流為正(zheng)半波時，轉子的旋(xuan)轉方(fang)向(xiang)  

(c)電流為負半(ban)波時，轉子的旋轉方向(xiang)

單相交流異步(bu)電機——單相交流鼠(shu)籠式(shi)電機（無刷）

單(dan)(dan)相(xiang)電(dian)流通過電(dian)樞繞組時產生(sheng)的是脈振磁(ci)場而不是旋轉(zhuan)磁(ci)場，所以單(dan)(dan)相(xiang)異步電(dian)動機不能(neng)自起(qi)動。

為了解決起(qi)動問(wen)題(ti)，單相(xiang)交流供(gong)電的異步(bu)電動機實際上(shang)往往做(zuo)成兩相(xiang)的。

主繞(rao)組(zu)由(you)單相電(dian)源直(zhi)接供電(dian)；副繞(rao)組(zu)在(zai)空間上與主繞(rao)組(zu)差90°(電(dian)角(jiao)度(du)，等于機械角(jiao)度(du)被電(dian)動機磁極對數除)。

副繞組(zu)串聯電(dian)(dian)(dian)容或(huo)電(dian)(dian)(dian)阻后再接(jie)到單相交流(liu)電(dian)(dian)(dian)源，使其(qi)中通過的(de)電(dian)(dian)(dian)流(liu)和主繞組(zu)中的(de)電(dian)(dian)(dian)流(liu)有一定的(de)相位差。

使(shi)合成(cheng)(cheng)磁場成(cheng)(cheng)橢圓(yuan)形旋轉(zhuan)磁場，甚至可能接(jie)近于(yu)圓(yuan)形旋轉(zhuan)磁場。

電動(dong)(dong)機(ji)因此獲(huo)得起動(dong)(dong)轉矩。

利用(yong)電阻分相方法的電動機價(jia)格(ge)低(di)廉，例如副繞組用(yong)較(jiao)細的導線繞制即可，但分相效果較(jiao)差，且(qie)電阻上(shang)要消(xiao)耗能量(liang)。

這種電(dian)動機在起(qi)動并達(da)到一定轉速后，通常由裝在電(dian)動機軸上的(de)離心式開關將(jiang)副繞(rao)組(zu)自動切除，以減少電(dian)阻(zu)上的(de)損耗、提高運(yun)行效率。

一(yi)般用于起動轉矩要求不(bu)高的場合(he)，如小(xiao)型(xing)車(che)床、小(xiao)型(xing)電冰(bing)箱(xiang)等，缺點是(shi)不(bu)能調速速。

利用電容分相(xiang)，效果較(jiao)好，有可能(neng)在電動機(ji)某一工作點時，使(shi)電機(ji)合成磁場(chang)接近于圓形旋轉磁場(chang)，從而(er)獲得較(jiao)好的工作特性。