無刷通州電機和(he)有(you)刷電(dian)機(ji)(ji)(ji)有(you)什(shen)么(me)區(qu)別？同步電(dian)機(ji)(ji)(ji)和(he)異步電(dian)機(ji)(ji)(ji)有(you)什(shen)么(me)區(qu)別？伺(si)服電(dian)機(ji)(ji)(ji)是(shi)否(fou)都(dou)是(shi)交流(liu)電(dian)機(ji)(ji)(ji)？伺(si)服電(dian)機(ji)(ji)(ji)是(shi)否(fou)都(dou)是(shi)同步電(dian)機(ji)(ji)(ji)？步進電(dian)機(ji)(ji)(ji)屬于直流(liu)電(dian)機(ji)(ji)(ji)還(huan)是(shi)交流(liu)電(dian)機(ji)(ji)(ji)？舵機(ji)(ji)(ji)是(shi)否(fou)屬于伺(si)服電(dian)機(ji)(ji)(ji)等等……

這(zhe)些問(wen)題，很多老司機也不一定能完(wan)全解釋的清(qing)楚。針對(dui)這(zhe)些問(wen)題，大(da)家(jia)可以(yi)參考下面這(zhe)篇文章學習，會(hui)對(dui)電機的分(fen)類(lei)、用(yong)法、優缺點有(you)更加清(qing)晰(xi)的理(li)解。

讀過中學(xue)(xue)物理的(de)(de)學(xue)(xue)霸學(xue)(xue)渣都知道，為了研究通電(dian)導體在(zai)磁場受力的(de)(de)那(nei)點事，我們把左手都練(lian)成了斷掌，這也正是直流(liu)電(dian)機的(de)(de)原理。

所(suo)有電機(ji)都是由定子(zi)和(he)轉子(zi)組成(cheng)，在直流電機(ji)中，為了讓轉子(zi)轉起來，需要(yao)不(bu)斷改變(bian)電流方向(xiang)，否則轉子(zi)只能轉半圈(quan)，這(zhe)點就像(xiang)自行車腳踏板。所(suo)以直流電機(ji)需要(yao)換(huan)向(xiang)器。

廣義的(de)直流電(dian)機包括有刷電(dian)機和無刷電(dian)機。

有刷(shua)(shua)電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)又稱直(zhi)流電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)或碳刷(shua)(shua)電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)，常(chang)說的直(zhi)流電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)就是(shi)(shi)指(zhi)有刷(shua)(shua)直(zhi)流電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)，它采用(yong)機(ji)(ji)械換向(xiang)，外部磁極不動(dong)內部線圈(電(dian)(dian)(dian)樞)動(dong)，換向(xiang)器和轉子線圈一起旋轉，電(dian)(dian)(dian)刷(shua)(shua)和磁鐵都不動(dong)，于是(shi)(shi)換向(xiang)器和電(dian)(dian)(dian)刷(shua)(shua)摩擦摩擦，完成電(dian)(dian)(dian)流方向(xiang)的切換。

有刷電機缺點：

1、機械(xie)換向產生(sheng)的火花引起(qi)換向器和電刷摩擦(ca)、電磁干擾、噪(zao)聲大、壽命短。

2、可靠(kao)性差、故障多，需(xu)要經常維護。

3、由于換(huan)向器(qi)存在(zai)，限制了(le)轉子慣量，限制了(le)更高(gao)轉速，影(ying)響了(le)動態(tai)性能(neng)。

既然它這么多缺點(dian)為什么還被普(pu)遍應用，因(yin)為它扭力高、結構(gou)簡單容(rong)易維護（即換碳刷）、便宜。

無(wu)(wu)刷電(dian)(dian)機(ji)在某些(xie)領域也稱(cheng)直流變頻電(dian)(dian)機(ji)（BLDC），它采(cai)用電(dian)(dian)子換向（霍爾傳感(gan)器），線圈(電(dian)(dian)樞)不動磁(ci)極動，此時(shi)永磁(ci)鐵(tie)可(ke)以(yi)在線圈外部也可(ke)以(yi)在線圈內部，于(yu)是有(you)了外轉(zhuan)子無(wu)(wu)刷電(dian)(dian)機(ji)和(he)內轉(zhuan)子無(wu)(wu)刷電(dian)(dian)機(ji)之分。

無刷電(dian)機構(gou)造與永磁(ci)同(tong)步電(dian)機相同(tong)。

不(bu)(bu)過(guo)，單個(ge)的無(wu)(wu)刷電(dian)(dian)機不(bu)(bu)是(shi)一套完整的動力系統，無(wu)(wu)刷基本必須通過(guo)無(wu)(wu)刷控(kong)制器也就(jiu)是(shi)電(dian)(dian)調的控(kong)制才能實現連續不(bu)(bu)斷(duan)的運(yun)轉。

真正決定(ding)其使(shi)用(yong)性能的(de)還是無(wu)刷電子調(diao)速(su)器（也就是電調(diao)）。

一般地，無刷電(dian)機的驅動電(dian)流有(you)兩種，一種是(shi)方(fang)波(bo)，另一種是(shi)正弦波(bo)。

有時候把前一種叫直流無刷電(dian)機(ji)，后一種叫交流伺服電(dian)機(ji)，確切地講是(shi)交流伺服電(dian)動機(ji)的一種。（視(shi)頻傳送門）

無刷電機(ji)的運轉方式(shi)不同，有可以分為內轉子無刷電機(ji)和(he)外(wai)轉子無刷電機(ji)。

內(nei)轉子(zi)都是三相的 ，價格較貴。

外(wai)轉子通常使(shi)用(yong)(yong)的是單相的，價格親民，大批量(liang)生產已經接近(jin)碳刷電機，因此近(jin)年來得(de)到廣泛(fan)應用(yong)(yong)。

外轉子三(san)相的(de)價格已經接近(jin)內轉子的(de)價格。 

嗯，猜都(dou)能猜到，有(you)刷電機(ji)的(de)缺(que)點(dian)就是(shi)無刷電機(ji)的(de)有(you)點(dian)。

它(ta)具有(you)高(gao)效(xiao)率、低(di)能耗(hao)、低(di)噪音(yin)、超長壽(shou)命(ming)、高(gao)可靠性(xing)、可伺服控制、無(wu)級(ji)變頻調速(su)（可達很高(gao)轉速(su)）等優點，它(ta)相對比有(you)刷(shua)直流電機體積小(xiao)的多，控制比異(yi)步(bu)交流電機簡單(dan)，啟動轉矩大過載能力強，至于缺點嘛……就是(shi)比有(you)刷(shua)的貴、不好維護。

直流電(dian)機的調(diao)速(su)：所謂調(diao)速(su)，即通過調(diao)節電(dian)機轉速(su)獲得所需扭矩。

直流(liu)（有刷）電(dian)(dian)機通(tong)(tong)過調節電(dian)(dian)壓、串(chuan)接電(dian)(dian)阻(zu)、改變(bian)勵(li)磁都可以調速(su)，但(dan)是實際以調節電(dian)(dian)壓最為方便(bian)也最為常(chang)用，目前(qian)主要使用PWM調速(su)，PWM其實就(jiu)是通(tong)(tong)過高(gao)速(su)的開關來(lai)(lai)實現直流(liu)的調壓，一個周期內(nei)，開的時(shi)間(jian)長(chang)，平均(jun)電(dian)(dian)壓就(jiu)高(gao)，關的時(shi)間(jian)長(chang)，平均(jun)電(dian)(dian)壓就(jiu)低，調起來(lai)(lai)很方便(bian)，只要開關速(su)度(du)夠(gou)快，電(dian)(dian)網的諧波就(jiu)少，且電(dian)(dian)流(liu)更為連續。

但是電刷和換向器(qi)長期磨損，同時在換向的(de)時候(hou)有巨大的(de)電流變化，非常容易產生火花，換向器(qi)和電刷限制了(le)直(zhi)流電動機的(de)容量和速度，使得直(zhi)流電動機的(de)調速遇到了(le)瓶頸(jing)。

對于(yu)無刷直流(liu)電(dian)機(ji)，調(diao)速的(de)時候表(biao)面上只控(kong)制了(le)輸入電(dian)壓，但電(dian)機(ji)的(de)自(zi)控(kong)變(bian)頻(pin)調(diao)速系統（無刷直流(liu)電(dian)機(ji)本身自(zi)帶(dai)轉(zhuan)子位(wei)置(zhi)檢測器等(deng)轉(zhuan)子位(wei)置(zhi)信號獲取裝置(zhi)，使用(yong)此裝置(zhi)的(de)轉(zhuan)子位(wei)置(zhi)信號來(lai)控(kong)制變(bian)壓變(bian)頻(pin)調(diao)速裝置(zhi)的(de)換相時刻）自(zi)動根據(ju)變(bian)壓控(kong)制了(le)頻(pin)率(lv)，用(yong)起來(lai)和直流(liu)（有刷）電(dian)機(ji)幾乎一(yi)樣，非常方便。

由(you)于轉子采用永磁體，不需要專(zhuan)門(men)的(de)勵磁繞組，在同等(deng)(deng)容量(liang)的(de)情況下，電機體積更(geng)小，重量(liang)更(geng)輕，效(xiao)率更(geng)高，結(jie)構更(geng)緊(jin)湊，運行更(geng)可靠，動(dong)態(tai)性(xing)能更(geng)好，在電動(dong)汽(qi)車的(de)驅(qu)動(dong)等(deng)(deng)方(fang)面都獲得了廣(guang)泛的(de)應用。

交流電(dian)機(ji)(ji)(ji)(ji)分為同(tong)步電(dian)機(ji)(ji)(ji)(ji)和異步電(dian)機(ji)(ji)(ji)(ji)，同(tong)步電(dian)機(ji)(ji)(ji)(ji)多用于(yu)發電(dian)機(ji)(ji)(ji)(ji)，異步電(dian)機(ji)(ji)(ji)(ji)多用于(yu)電(dian)動機(ji)(ji)(ji)(ji)。

電機的外殼(ke)是(shi)定子(zi)，定子(zi)上有三相(xiang)對稱交(jiao)流(liu)繞組，由(you)于三相(xiang)電順(shun)序變化，形成(cheng)一個旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)的合成(cheng)磁(ci)場，磁(ci)場的旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)速度就是(shi)同步轉(zhuan)(zhuan)速。

同步轉速n=60f/p，f是頻率，p是極(ji)對(dui)(dui)數，比如對(dui)(dui)于(yu)接(jie)入電(dian)網50Hz的2極(ji)電(dian)動機（即極(ji)對(dui)(dui)數為1對(dui)(dui)），那么轉速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(wei)1500，1000,750  。

異步電機機構簡單，轉子為閉合線(xian)圈，比(bi)如鼠籠式。

轉(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)線圈將切割旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)磁(ci)場(chang)，產生感應(ying)(ying)電動(dong)勢，進而產生感應(ying)(ying)電流(liu)，最后產生旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)磁(ci)場(chang)，這樣(yang)轉(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)就(jiu)變成了一個電磁(ci)鐵，將跟隨定子(zi)(zi)磁(ci)場(chang)旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)，所以轉(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)的轉(zhuan)(zhuan)速(su)必然＜定子(zi)(zi)的旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)磁(ci)場(chang)，這樣(yang)才能切割磁(ci)感線。

即轉(zhuan)子(zi)的異步轉(zhuan)速＜同步轉(zhuan)速，轉(zhuan)子(zi)與定子(zi)磁場存在(zai)轉(zhuan)速差，所(suo)以稱之(zhi)為異步電(dian)機。

不同廠家生產的(de)異步電機(ji)額定轉速略有差(cha)異，2極(ji)電機(ji)約2800+r/min，4極(ji)，6極(ji)，8極(ji)異步約為1400+,950+,700+。

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

異步電動機結構(gou)簡單(dan)，維護方便(bian)，運行可(ke)靠價格便(bian)宜，得到廣泛應(ying)用。

同步電機：

如果讓轉子速(su)度(du)(du)=定子磁(ci)(ci)場(chang)旋轉速(su)度(du)(du)，就成為了同(tong)(tong)步電(dian)機，此時就需要把定子變成一個電(dian)磁(ci)(ci)鐵或永磁(ci)(ci)鐵，即給定子通(tong)電(dian)，此時不需要再(zai)切割(ge)磁(ci)(ci)感線就能旋轉，旋轉速(su)度(du)(du)與磁(ci)(ci)場(chang)旋轉速(su)度(du)(du)相(xiang)同(tong)(tong)，即形成同(tong)(tong)步電(dian)機。      

同(tong)步電(dian)機轉子結(jie)構比異(yi)步電(dian)機復雜，價格高，在(zai)生產生活中應用(yong)不(bu)如異(yi)步電(dian)機廣泛，主(zhu)要(yao)用(yong)作發(fa)電(dian)機上，現(xian)在(zai)火電(dian)站，水電(dian)站、汽輪機、水輪機基本都是同(tong)步電(dian)機。

異步電機(ji)的(de)(de)調(diao)速：理論上異步電動機(ji)控制交流電頻率(lv)、電壓、或者(zhe)轉子的(de)(de)電阻、電機(ji)的(de)(de)磁極分布都可以調(diao)速，但是實際上實現無極調(diao)速用調(diao)節頻率(lv)和電壓的(de)(de)方法實現。

由于(yu)調(diao)壓調(diao)速范圍不(bu)大(da)，一般只(zhi)能(neng)用在調(diao)速要求不(bu)高的場合，應(ying)用并不(bu)廣泛。      

 變頻調速：說(shuo)到變頻，大家可能(neng)都(dou)聽說(shuo)過。

變(bian)頻調速的全稱是(shi)變(bian)壓變(bian)頻調速（VVVF），也就是(shi)在改(gai)變(bian)頻率(lv)的時候改(gai)變(bian)電(dian)壓，這樣異(yi)步電(dian)動(dong)機的調速范圍就足(zu)夠(gou)大(da)了。

變頻器可以分為兩個(ge)大類：交交變頻和交直交變頻。

交(jiao)-交(jiao)變頻(pin)：將(jiang)交(jiao)流(liu)電(dian)直接通過電(dian)力(li)電(dian)子器件變換為另一(yi)個頻(pin)率(lv)的交(jiao)流(liu)電(dian)，更高輸出(chu)頻(pin)率(lv)不能超過輸入(ru)頻(pin)率(lv)的一(yi)半，所以一(yi)般只用在低轉(zhuan)速(su)、大容量的系(xi)統(tong)中，可以省去龐大的齒輪減速(su)箱。

交-直-交變(bian)(bian)頻(pin)器(qi)將交流(liu)電(dian)(dian)先整流(liu)變(bian)(bian)成直流(liu)，再通過逆(ni)變(bian)(bian)器(qi)變(bian)(bian)成可控頻(pin)率和電(dian)(dian)壓(ya)的(de)交流(liu)，配(pei)合PWM技術，這種變(bian)(bian)頻(pin)器(qi)可以實現大范圍的(de)變(bian)(bian)壓(ya)變(bian)(bian)頻(pin)。

對(dui)于電動汽車(che)來講，異步電動機皮(pi)實耐用，過載能力(li)強，控制算(suan)法又(you)如此成熟(shu)，完全可(ke)以(yi)拿來用。

同步(bu)電(dian)機(ji)(ji)的(de)調(diao)速：同步(bu)機(ji)(ji)沒有轉差率，在(zai)結構(gou)確定的(de)情況下，控制電(dian)壓不能(neng)改變(bian)(bian)轉速，所(suo)以在(zai)變(bian)(bian)頻器出現之前，同步(bu)電(dian)動機(ji)(ji)是完(wan)全不能(neng)調(diao)速的(de)。

變(bian)頻器(qi)的出現讓(rang)交(jiao)流同步電(dian)(dian)動機也(ye)有了巨大的調速范圍，因其轉(zhuan)子(zi)也(ye)有獨(du)立勵(li)磁(ci)（永磁(ci)體(ti)或者電(dian)(dian)勵(li)磁(ci)），其調速范圍要比異(yi)步電(dian)(dian)動機更寬，同步電(dian)(dian)動機煥(huan)發了新(xin)的生機。       

同步(bu)電動(dong)機變壓變頻(pin)(pin)調(diao)(diao)速系統可以分為他(ta)控(kong)(kong)變頻(pin)(pin)調(diao)(diao)速和自(zi)控(kong)(kong)變頻(pin)(pin)調(diao)(diao)速。

對于他控變頻(pin)調(diao)(diao)速，和異步電(dian)動機的變頻(pin)調(diao)(diao)速類似，也(ye)可以根(gen)據其(qi)數(shu)學模型采用SVPWM等控制方式(shi)來(lai)實現(xian)控制，其(qi)性能還要優于普通交(jiao)流異步電(dian)動機。

自控變頻(pin)同步(bu)電(dian)(dian)(dian)動(dong)機(ji)(ji)在(zai)發展過程中曾經有多種名字，比如(ru)無(wu)(wu)換(huan)向(xiang)器電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)；當采(cai)用(yong)(yong)永(yong)磁(ci)(ci)體(ti)且輸(shu)(shu)入三相(xiang)正弦波時，可(ke)以(yi)稱(cheng)(cheng)為(wei)正弦波永(yong)磁(ci)(ci)同步(bu)電(dian)(dian)(dian)動(dong)機(ji)(ji)；而如(ru)果(guo)輸(shu)(shu)入方波，那么(me)就可(ke)以(yi)稱(cheng)(cheng)為(wei)梯形(xing)波永(yong)磁(ci)(ci)同步(bu)電(dian)(dian)(dian)動(dong)機(ji)(ji)，沒錯，這就是(shi)類似于之(zhi)前(qian)說的(de)的(de)無(wu)(wu)刷直流(liu)(liu)(liu)機(ji)(ji)（BLDM），大家是(shi)不是(shi)感覺饒了個大圈(quan)有轉回去了，但是(shi)你現在(zai)對于變頻(pin)變速的(de)理解一定更深(shen)一步(bu)了，所以(yi)無(wu)(wu)刷直流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)時采(cai)用(yong)(yong)直流(liu)(liu)(liu)輸(shu)(shu)入，但是(shi)使用(yong)(yong)了同步(bu)電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)的(de)變頻(pin)技術（結(jie)構與永(yong)磁(ci)(ci)同步(bu)電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)相(xiang)同），在(zai)Model3上就采(cai)用(yong)(yong)了直流(liu)(liu)(liu)無(wu)(wu)刷電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)。

單相(xiang)交(jiao)流異步(bu)電(dian)機(ji)——單相(xiang)交(jiao)流串勵電(dian)機(ji)（有(you)刷(shua)）

單相交流串勵(li)電動(dong)機，俗稱串勵(li)電機或(huo)通用電機(UniversalMotor國外叫(jiao)法，因(yin)交直流通用而得名(ming))，電樞繞組和勵(li)磁繞組串聯(lian)在一起(qi)工作。

單(dan)相串勵電動機(ji)又叫做交(jiao)直(zhi)流兩用串勵電動機(ji)，它(ta)既可以(yi)使(shi)用交(jiao)流電源(yuan)(yuan)工作，也可以(yi)使(shi)用直(zhi)流電源(yuan)(yuan)工作。

單(dan)相(xiang)串(chuan)勵電(dian)動(dong)機的優(you)點是(shi)由于(yu)它轉速高、起(qi)動(dong)力(li)矩大(da)、體(ti)積小、重量輕、不容易(yi)堵(du)轉、適(shi)用電(dian)壓范圍(wei)很廣，可以(yi)用調壓的方法來調速，簡(jian)單(dan)且易(yi)于(yu)實現。

因(yin)而在電動工具(ju)中(zhong)得到廣(guang)泛的(de)應用，如角磨(mo)機、手電鉆(zhan)等(deng)。

單相(xiang)串(chuan)勵(li)電機(ji)的結(jie)(jie)構(gou)同直(zhi)流串(chuan)勵(li)電機(ji)十分相(xiang)似(si)，主(zhu)要的區別在于單相(xiang)串(chuan)勵(li)電機(ji)的定子鐵心必須由硅鋼(gang)片疊壓而(er)成(cheng)，而(er)直(zhi)流的磁(ci)極既可(ke)以由疊壓而(er)成(cheng)，又(you)可(ke)以做成(cheng)整體結(jie)(jie)構(gou)。

單相串勵電(dian)(dian)機的調速，大多數采(cai)用調節電(dian)(dian)壓的方法，就是改變電(dian)(dian)動勢。

單相(xiang)(xiang)串勵電(dian)機(ji)的(de)電(dian)壓(ya)調速方法采用的(de)可控移(yi)相(xiang)(xiang)調壓(ya)，利用可控硅的(de)觸發電(dian)壓(ya)滯后于輸入電(dian)壓(ya)實現對輸入電(dian)壓(ya)的(de)移(yi)相(xiang)(xiang)觸發。

在實現方法上有硬件和(he)軟件方式(shi)。

采用(yong)調(diao)節電壓方法，采用(yong)可(ke)控(kong)硅調(diao)速技術，具(ju)有(you)(you)線路簡單(dan)(dan)，元件體積小等(deng)特點，是一種可(ke)控(kong)硅簡單(dan)(dan)有(you)(you)效的方法。

(a)交流電(dian)流變化曲(qu)線;

(b)電流為(wei)正半(ban)波(bo)時，轉子的(de)旋轉方向  

(c)電流為負半波(bo)時，轉子(zi)的旋(xuan)轉方向

單(dan)相(xiang)交流異(yi)步電機(ji)——單(dan)相(xiang)交流鼠籠式電機(ji)（無(wu)刷）

單相電(dian)流通過電(dian)樞繞組時產(chan)生的是脈振磁場而不(bu)是旋轉磁場，所以單相異步(bu)電(dian)動機不(bu)能自起動。

為了解(jie)決(jue)起動問題，單相(xiang)交流供電(dian)的異步電(dian)動機實際(ji)上往(wang)往(wang)做成兩相(xiang)的。

主繞組(zu)由單相(xiang)電源直接(jie)供電；副繞組(zu)在空(kong)間上與主繞組(zu)差90°(電角(jiao)度(du)，等于(yu)機械角(jiao)度(du)被電動機磁極對(dui)數除)。

副繞(rao)組串(chuan)聯(lian)電(dian)(dian)容或電(dian)(dian)阻(zu)后再(zai)接到單相交(jiao)流電(dian)(dian)源，使其中通過的電(dian)(dian)流和(he)主繞(rao)組中的電(dian)(dian)流有一定的相位差。

使(shi)合(he)成(cheng)磁(ci)場成(cheng)橢圓形(xing)旋(xuan)轉磁(ci)場，甚至可(ke)能接近(jin)于(yu)圓形(xing)旋(xuan)轉磁(ci)場。

電動(dong)機因此(ci)獲得起(qi)動(dong)轉矩。

利用電阻分(fen)相(xiang)(xiang)方(fang)法(fa)的(de)電動(dong)機價格低廉(lian)，例(li)如副繞(rao)(rao)組用較細的(de)導線(xian)繞(rao)(rao)制(zhi)即可，但分(fen)相(xiang)(xiang)效果較差，且(qie)電阻上要消耗能量(liang)。

這種電動機在(zai)起動并達到一定轉速后，通常由裝在(zai)電動機軸上的離(li)心式開關將(jiang)副繞(rao)組自動切除，以(yi)減少電阻上的損耗、提(ti)高運行效(xiao)率。

一般用(yong)于(yu)起動轉矩要求不(bu)(bu)高的場合，如小(xiao)型(xing)車(che)床、小(xiao)型(xing)電冰(bing)箱(xiang)等，缺(que)點是不(bu)(bu)能調(diao)速速。

利用電(dian)容分相，效(xiao)果較好，有可能在電(dian)動機某(mou)一(yi)工作點時，使電(dian)機合成(cheng)磁場接近(jin)于圓形旋轉磁場，從而獲得較好的(de)工作特性。