無刷威海電機和有刷電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)有什么區(qu)別？同步(bu)電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)和異步(bu)電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)有什么區(qu)別？伺(si)服電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)是否都是交流(liu)電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)？伺(si)服電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)是否都是同步(bu)電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)？步(bu)進(jin)電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)屬于直流(liu)電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)還是交流(liu)電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)？舵(duo)機(ji)(ji)是否屬于伺(si)服電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)等(deng)等(deng)……

這(zhe)些問題(ti)，很多老司機也不一定能完全(quan)解(jie)釋(shi)的清楚。針對(dui)這(zhe)些問題(ti)，大家可以參考下面(mian)這(zhe)篇文章學習，會對(dui)電機的分類、用(yong)法、優缺點有更加清晰的理解(jie)。

讀(du)過(guo)中學(xue)物理的(de)(de)學(xue)霸學(xue)渣都知(zhi)道，為(wei)了研究通(tong)電導體在(zai)磁場受力的(de)(de)那點事，我(wo)們把左手都練(lian)成了斷掌，這(zhe)也(ye)正是(shi)直流電機的(de)(de)原理。

所有(you)電機都(dou)是由定子(zi)(zi)和轉(zhuan)子(zi)(zi)組成(cheng)，在直流電機中，為(wei)了讓(rang)轉(zhuan)子(zi)(zi)轉(zhuan)起來，需要(yao)不斷改變電流方向(xiang)，否則轉(zhuan)子(zi)(zi)只(zhi)能轉(zhuan)半圈，這點就像(xiang)自行車腳踏板。所以(yi)直流電機需要(yao)換向(xiang)器。

廣義(yi)的直流電(dian)機包括有(you)刷電(dian)機和無刷電(dian)機。

有刷(shua)電(dian)(dian)機又(you)稱直流電(dian)(dian)機或碳刷(shua)電(dian)(dian)機，常說的直流電(dian)(dian)機就是(shi)指(zhi)有刷(shua)直流電(dian)(dian)機，它采用(yong)機械換向(xiang)，外部(bu)磁(ci)極不(bu)(bu)動內部(bu)線圈(電(dian)(dian)樞)動，換向(xiang)器和(he)轉子線圈一起旋轉，電(dian)(dian)刷(shua)和(he)磁(ci)鐵都不(bu)(bu)動，于(yu)是(shi)換向(xiang)器和(he)電(dian)(dian)刷(shua)摩擦(ca)摩擦(ca)，完成(cheng)電(dian)(dian)流方向(xiang)的切換。

有刷電機缺點：

1、機械換向(xiang)產生的火花引起換向(xiang)器和電刷摩擦(ca)、電磁干(gan)擾、噪(zao)聲(sheng)大、壽命短。

2、可靠性差、故障多，需要(yao)經(jing)常維(wei)護。

3、由于換向(xiang)器存在，限制(zhi)了(le)轉(zhuan)子慣量，限制(zhi)了(le)更(geng)高轉(zhuan)速(su)，影響了(le)動(dong)態性能(neng)。

既然它(ta)這(zhe)么多缺(que)點為(wei)什(shen)么還被普遍應用，因為(wei)它(ta)扭力高、結構簡單(dan)容易維護（即換碳(tan)刷）、便宜。

無刷電機(ji)在(zai)(zai)某些(xie)領域也稱直流變(bian)頻電機(ji)（BLDC），它采用電子換向(xiang)（霍爾傳感器），線圈(電樞)不動(dong)磁極動(dong)，此時(shi)永磁鐵可以(yi)在(zai)(zai)線圈外(wai)部也可以(yi)在(zai)(zai)線圈內(nei)部，于是(shi)有了外(wai)轉子無刷電機(ji)和內(nei)轉子無刷電機(ji)之分。

無刷電(dian)機構(gou)造與永磁同步(bu)電(dian)機相同。

不(bu)過，單(dan)個的無(wu)刷電機不(bu)是一套完(wan)整(zheng)的動力系統，無(wu)刷基本(ben)必(bi)須通過無(wu)刷控(kong)(kong)制(zhi)器也就是電調的控(kong)(kong)制(zhi)才能實現連(lian)續不(bu)斷的運轉。

真正決(jue)定其(qi)使(shi)用性能的還是無刷(shua)電(dian)子調速器（也就是電(dian)調）。

一般地，無刷電機的驅(qu)動電流有兩種(zhong)，一種(zhong)是方波，另一種(zhong)是正弦波。

有時候把(ba)前一種(zhong)叫直流(liu)無(wu)刷電(dian)機(ji)，后一種(zhong)叫交流(liu)伺服(fu)電(dian)機(ji)，確切地(di)講(jiang)是交流(liu)伺服(fu)電(dian)動機(ji)的一種(zhong)。（視頻傳送門）

無刷電(dian)機(ji)(ji)(ji)的運轉(zhuan)方式不同，有(you)可(ke)以分為內轉(zhuan)子無刷電(dian)機(ji)(ji)(ji)和(he)外(wai)轉(zhuan)子無刷電(dian)機(ji)(ji)(ji)。

內轉子都(dou)是三相的 ，價(jia)格較貴。

外轉子通常使用(yong)的是(shi)單(dan)相(xiang)的，價格親民，大批量生產已經接近碳(tan)刷電(dian)機，因(yin)此近年(nian)來得(de)到廣泛應用(yong)。

外(wai)轉子(zi)三相的(de)價格已經接近內轉子(zi)的(de)價格。 

嗯(ng)，猜(cai)都能猜(cai)到，有(you)刷電(dian)機(ji)的缺點就是無刷電(dian)機(ji)的有(you)點。

它(ta)具有高效率、低能(neng)耗、低噪音、超(chao)長(chang)壽命、高可靠性、可伺服控制(zhi)、無級變頻調速（可達很高轉(zhuan)速）等優點，它(ta)相對比(bi)有刷直流電機(ji)體積小的(de)多，控制(zhi)比(bi)異步交流電機(ji)簡單(dan)，啟(qi)動(dong)轉(zhuan)矩大過載(zai)能(neng)力強，至于(yu)缺點嘛……就(jiu)是(shi)比(bi)有刷的(de)貴、不好維護。

直(zhi)流電(dian)機的調(diao)(diao)速(su)(su)：所謂(wei)調(diao)(diao)速(su)(su)，即通(tong)過調(diao)(diao)節電(dian)機轉速(su)(su)獲得所需扭矩。

直流(liu)（有刷）電(dian)(dian)(dian)機通過(guo)(guo)調(diao)(diao)節電(dian)(dian)(dian)壓(ya)、串接電(dian)(dian)(dian)阻、改變勵(li)磁都可以(yi)調(diao)(diao)速，但是實(shi)際以(yi)調(diao)(diao)節電(dian)(dian)(dian)壓(ya)最為方便(bian)也最為常用(yong)，目前主(zhu)要使用(yong)PWM調(diao)(diao)速，PWM其實(shi)就(jiu)是通過(guo)(guo)高速的(de)(de)開關(guan)來(lai)實(shi)現直流(liu)的(de)(de)調(diao)(diao)壓(ya)，一個周期(qi)內，開的(de)(de)時(shi)間長，平均(jun)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)就(jiu)高，關(guan)的(de)(de)時(shi)間長，平均(jun)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)就(jiu)低，調(diao)(diao)起來(lai)很(hen)方便(bian)，只要開關(guan)速度(du)夠快，電(dian)(dian)(dian)網的(de)(de)諧波就(jiu)少，且電(dian)(dian)(dian)流(liu)更為連續。

但是電(dian)刷和(he)(he)換向器(qi)長期磨損，同(tong)時在換向的時候有巨大的電(dian)流(liu)變化，非常容易產生火花(hua)，換向器(qi)和(he)(he)電(dian)刷限制了(le)直流(liu)電(dian)動機的容量和(he)(he)速度(du)，使得直流(liu)電(dian)動機的調速遇到了(le)瓶(ping)頸(jing)。

對于無刷直流(liu)電(dian)機(ji)，調(diao)(diao)(diao)速的(de)時(shi)候表面上只控(kong)制(zhi)了(le)輸入電(dian)壓(ya)，但電(dian)機(ji)的(de)自控(kong)變(bian)頻調(diao)(diao)(diao)速系統（無刷直流(liu)電(dian)機(ji)本身自帶轉(zhuan)子(zi)位置(zhi)檢測(ce)器等轉(zhuan)子(zi)位置(zhi)信(xin)號(hao)(hao)獲取裝置(zhi)，使用此裝置(zhi)的(de)轉(zhuan)子(zi)位置(zhi)信(xin)號(hao)(hao)來控(kong)制(zhi)變(bian)壓(ya)變(bian)頻調(diao)(diao)(diao)速裝置(zhi)的(de)換(huan)相時(shi)刻(ke)）自動根據(ju)變(bian)壓(ya)控(kong)制(zhi)了(le)頻率(lv)，用起(qi)來和(he)直流(liu)（有(you)刷）電(dian)機(ji)幾(ji)乎一樣，非常方便。

由(you)于轉子采用(yong)(yong)永磁體，不(bu)需要專門的(de)勵磁繞組，在同等(deng)容量的(de)情況(kuang)下，電機體積更(geng)小，重(zhong)量更(geng)輕(qing)，效率更(geng)高，結構更(geng)緊湊(cou)，運行(xing)更(geng)可靠，動態性能(neng)更(geng)好，在電動汽車(che)的(de)驅(qu)動等(deng)方面都獲(huo)得(de)了廣泛的(de)應用(yong)(yong)。

交流(liu)電(dian)機(ji)分為(wei)同步電(dian)機(ji)和異(yi)步電(dian)機(ji)，同步電(dian)機(ji)多(duo)用于發電(dian)機(ji)，異(yi)步電(dian)機(ji)多(duo)用于電(dian)動(dong)機(ji)。

電機的(de)外殼是定子，定子上有三相對稱交流繞組，由于三相電順序變化(hua)，形成一個旋(xuan)轉的(de)合成磁場，磁場的(de)旋(xuan)轉速度就是同步轉速。

同步(bu)轉(zhuan)速n=60f/p，f是頻率，p是極對數(shu)，比如對于接入(ru)電(dian)網50Hz的2極電(dian)動機(ji)（即極對數(shu)為1對），那么(me)轉(zhuan)速n=60*50/1=3000r/min。

同理(li)，4極，6極，8極電機(ji)同步(bu)轉(zhuan)速為(wei)1500，1000,750  。

異步電(dian)機機構簡單，轉子(zi)為閉合線圈，比如鼠籠式。

轉(zhuan)子(zi)(zi)(zi)線圈將切(qie)割(ge)旋(xuan)轉(zhuan)磁場，產生感應電動勢，進而產生感應電流(liu)，最后產生旋(xuan)轉(zhuan)磁場，這樣轉(zhuan)子(zi)(zi)(zi)就變成了一(yi)個電磁鐵(tie)，將跟隨定子(zi)(zi)(zi)磁場旋(xuan)轉(zhuan)，所以轉(zhuan)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)轉(zhuan)速必然＜定子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)旋(xuan)轉(zhuan)磁場，這樣才能切(qie)割(ge)磁感線。

即轉(zhuan)子的異(yi)步轉(zhuan)速(su)＜同步轉(zhuan)速(su)，轉(zhuan)子與定子磁場存在轉(zhuan)速(su)差，所以稱之為異(yi)步電機。

不同廠家生產的異步(bu)電(dian)機(ji)額定轉(zhuan)速略有(you)差異，2極電(dian)機(ji)約2800+r/min，4極，6極，8極異步(bu)約為(wei)1400+,950+,700+。

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

異步電動機結構簡單，維護(hu)方便，運行(xing)可(ke)靠價格便宜，得(de)到廣泛應用(yong)。

同步電機：

如果讓轉(zhuan)子(zi)速(su)度=定(ding)子(zi)磁(ci)(ci)場(chang)旋(xuan)轉(zhuan)速(su)度，就(jiu)成為了同(tong)步電(dian)機，此(ci)時就(jiu)需要把定(ding)子(zi)變成一(yi)個電(dian)磁(ci)(ci)鐵或永磁(ci)(ci)鐵，即(ji)給定(ding)子(zi)通電(dian)，此(ci)時不(bu)需要再切割磁(ci)(ci)感線就(jiu)能旋(xuan)轉(zhuan)，旋(xuan)轉(zhuan)速(su)度與(yu)磁(ci)(ci)場(chang)旋(xuan)轉(zhuan)速(su)度相同(tong)，即(ji)形成同(tong)步電(dian)機。      

同(tong)步(bu)(bu)電(dian)機(ji)(ji)轉子結構(gou)比異(yi)(yi)步(bu)(bu)電(dian)機(ji)(ji)復雜，價格高，在生產生活中應用不如異(yi)(yi)步(bu)(bu)電(dian)機(ji)(ji)廣泛，主(zhu)要用作發電(dian)機(ji)(ji)上，現在火電(dian)站，水(shui)電(dian)站、汽輪機(ji)(ji)、水(shui)輪機(ji)(ji)基(ji)本都是同(tong)步(bu)(bu)電(dian)機(ji)(ji)。

異(yi)步(bu)電(dian)(dian)機(ji)的(de)(de)調速(su)：理論上異(yi)步(bu)電(dian)(dian)動機(ji)控制交流電(dian)(dian)頻率、電(dian)(dian)壓、或者轉子的(de)(de)電(dian)(dian)阻、電(dian)(dian)機(ji)的(de)(de)磁極分布都(dou)可以調速(su)，但是(shi)實際(ji)上實現無(wu)極調速(su)用調節頻率和電(dian)(dian)壓的(de)(de)方法(fa)實現。

由于調壓調速(su)范(fan)圍不大，一般(ban)只(zhi)能用(yong)在調速(su)要求不高的場合，應用(yong)并不廣(guang)泛。      

 變(bian)頻調速：說到變(bian)頻，大家可能都聽說過。

變(bian)頻調速的全稱(cheng)是(shi)變(bian)壓(ya)變(bian)頻調速（VVVF），也就是(shi)在(zai)改變(bian)頻率的時候改變(bian)電壓(ya)，這樣異步電動機的調速范圍就足夠大了。

變(bian)頻(pin)器可以分為(wei)兩(liang)個大(da)類：交(jiao)交(jiao)變(bian)頻(pin)和交(jiao)直交(jiao)變(bian)頻(pin)。

交-交變(bian)頻：將交流電直接通過(guo)電力電子器(qi)件變(bian)換(huan)為另一個頻率的交流電，更(geng)高輸出(chu)頻率不能超(chao)過(guo)輸入頻率的一半，所以一般只用在低轉速、大容量的系統中，可以省去龐(pang)大的齒輪減速箱(xiang)。

交(jiao)(jiao)(jiao)-直-交(jiao)(jiao)(jiao)變(bian)(bian)頻(pin)器(qi)將交(jiao)(jiao)(jiao)流電先整流變(bian)(bian)成直流，再通過逆變(bian)(bian)器(qi)變(bian)(bian)成可(ke)控頻(pin)率和電壓的(de)(de)交(jiao)(jiao)(jiao)流，配合(he)PWM技術，這種變(bian)(bian)頻(pin)器(qi)可(ke)以(yi)實(shi)現大(da)范圍(wei)的(de)(de)變(bian)(bian)壓變(bian)(bian)頻(pin)。

對(dui)于電(dian)動汽(qi)車來(lai)講(jiang)，異步電(dian)動機皮實耐用，過載能力強，控制算(suan)法又如此成熟，完全可以拿來(lai)用。

同步(bu)電機(ji)的調(diao)速(su)：同步(bu)機(ji)沒有轉(zhuan)差率(lv)，在結構(gou)確(que)定的情況下，控(kong)制電壓(ya)不(bu)能改(gai)變(bian)轉(zhuan)速(su)，所(suo)以在變(bian)頻器出現之前，同步(bu)電動機(ji)是完全不(bu)能調(diao)速(su)的。

變頻器的(de)(de)出現讓交流(liu)同步(bu)(bu)電動(dong)機也有(you)(you)了巨大的(de)(de)調(diao)速范(fan)圍(wei)，因(yin)其(qi)轉子也有(you)(you)獨立勵磁(ci)（永磁(ci)體或者電勵磁(ci)），其(qi)調(diao)速范(fan)圍(wei)要比(bi)異步(bu)(bu)電動(dong)機更寬，同步(bu)(bu)電動(dong)機煥(huan)發了新的(de)(de)生機。       

同步電動(dong)機變(bian)(bian)壓變(bian)(bian)頻調(diao)速(su)系(xi)統可(ke)以(yi)分為他(ta)控變(bian)(bian)頻調(diao)速(su)和自(zi)控變(bian)(bian)頻調(diao)速(su)。

對于(yu)他控(kong)變頻調(diao)速(su)，和異步(bu)電動(dong)機的變頻調(diao)速(su)類(lei)似(si)，也可以根據其數學(xue)模型采用SVPWM等控(kong)制方式來實現控(kong)制，其性能(neng)還要優于(yu)普通交流(liu)異步(bu)電動(dong)機。

自控變(bian)(bian)頻同(tong)(tong)步電(dian)(dian)動機(ji)在(zai)發展過程中曾經有多(duo)種(zhong)名字，比如無(wu)(wu)換(huan)向器(qi)電(dian)(dian)機(ji)；當(dang)采(cai)用(yong)永磁(ci)(ci)體(ti)且輸入三相正(zheng)(zheng)弦(xian)波(bo)(bo)時(shi)，可(ke)以稱為正(zheng)(zheng)弦(xian)波(bo)(bo)永磁(ci)(ci)同(tong)(tong)步電(dian)(dian)動機(ji)；而如果輸入方波(bo)(bo)，那么(me)就(jiu)可(ke)以稱為梯形波(bo)(bo)永磁(ci)(ci)同(tong)(tong)步電(dian)(dian)動機(ji)，沒錯，這就(jiu)是(shi)類似(si)于之前說的的無(wu)(wu)刷直(zhi)流(liu)機(ji)（BLDM），大家(jia)是(shi)不(bu)是(shi)感覺饒了(le)個(ge)大圈有轉回去了(le)，但是(shi)你(ni)現(xian)在(zai)對于變(bian)(bian)頻變(bian)(bian)速的理解一定更深一步了(le)，所以無(wu)(wu)刷直(zhi)流(liu)電(dian)(dian)機(ji)時(shi)采(cai)用(yong)直(zhi)流(liu)輸入，但是(shi)使(shi)用(yong)了(le)同(tong)(tong)步電(dian)(dian)機(ji)的變(bian)(bian)頻技術（結構與(yu)永磁(ci)(ci)同(tong)(tong)步電(dian)(dian)機(ji)相同(tong)(tong)），在(zai)Model3上就(jiu)采(cai)用(yong)了(le)直(zhi)流(liu)無(wu)(wu)刷電(dian)(dian)機(ji)。

單(dan)相交流異步(bu)電機(ji)——單(dan)相交流串勵電機(ji)（有刷）

單相交流(liu)串(chuan)勵電(dian)動機，俗稱串(chuan)勵電(dian)機或(huo)通用電(dian)機(UniversalMotor國外叫法，因交直(zhi)流(liu)通用而(er)得名)，電(dian)樞繞組(zu)和勵磁繞組(zu)串(chuan)聯在(zai)一(yi)起(qi)工作。

單相串(chuan)勵電動機又叫做交(jiao)直(zhi)流兩用(yong)串(chuan)勵電動機，它既可以(yi)使用(yong)交(jiao)流電源工作，也可以(yi)使用(yong)直(zhi)流電源工作。

單相串勵電動(dong)機的(de)優(you)點(dian)是由于它轉速高、起動(dong)力(li)矩大、體積小、重量(liang)輕(qing)、不容(rong)易堵轉、適(shi)用電壓范圍(wei)很廣，可以用調壓的(de)方法來(lai)調速，簡單且易于實現。

因而在電(dian)動(dong)工具中得到(dao)廣泛的(de)應用，如角磨機、手電(dian)鉆等。

單(dan)相(xiang)串(chuan)勵電(dian)機(ji)的結構(gou)同直流串(chuan)勵電(dian)機(ji)十分(fen)相(xiang)似，主要的區(qu)別在于單(dan)相(xiang)串(chuan)勵電(dian)機(ji)的定(ding)子(zi)鐵心(xin)必須由硅鋼(gang)片疊壓(ya)而(er)(er)成(cheng)，而(er)(er)直流的磁極(ji)既可(ke)以(yi)由疊壓(ya)而(er)(er)成(cheng)，又可(ke)以(yi)做成(cheng)整(zheng)體(ti)結構(gou)。

單相串勵電機的調(diao)(diao)速，大多數(shu)采用調(diao)(diao)節電壓的方法，就是改變電動勢。

單相(xiang)(xiang)串勵電機的(de)電壓調(diao)速方法采用的(de)可控移相(xiang)(xiang)調(diao)壓，利用可控硅(gui)的(de)觸(chu)發電壓滯后于輸入(ru)電壓實現(xian)對輸入(ru)電壓的(de)移相(xiang)(xiang)觸(chu)發。

在實(shi)現方法(fa)上有(you)硬件(jian)和軟(ruan)件(jian)方式。

采用(yong)調(diao)節電壓方(fang)(fang)法，采用(yong)可控硅調(diao)速技術，具有線路簡(jian)單，元件體積小(xiao)等特點，是一種可控硅簡(jian)單有效的方(fang)(fang)法。

(a)交(jiao)流(liu)電流(liu)變(bian)化曲(qu)線;

(b)電流為正(zheng)半波時(shi)，轉子的旋轉方向(xiang)  

(c)電流(liu)為負半波時(shi)，轉子的旋轉方(fang)向

單相(xiang)(xiang)交流異(yi)步(bu)電(dian)機——單相(xiang)(xiang)交流鼠籠(long)式(shi)電(dian)機（無刷）

單(dan)相電流通過(guo)電樞繞組時產生的(de)是脈(mo)振(zhen)磁場而不(bu)是旋轉磁場，所(suo)以單(dan)相異(yi)步(bu)電動(dong)機(ji)不(bu)能(neng)自起(qi)動(dong)。

為了解決(jue)起(qi)動(dong)問題，單相(xiang)交流供電的異(yi)步電動(dong)機實際上(shang)往往做(zuo)成兩相(xiang)的。

主繞組由單(dan)相電源直(zhi)接供電；副繞組在空間(jian)上(shang)與主繞組差90°(電角(jiao)度，等于機械角(jiao)度被電動機磁極對數除)。

副繞組(zu)串聯電容(rong)或(huo)電阻(zu)后(hou)再(zai)接到單(dan)相交(jiao)流(liu)(liu)電源，使其中通過的(de)電流(liu)(liu)和主繞組(zu)中的(de)電流(liu)(liu)有(you)一(yi)定的(de)相位差。

使(shi)合成磁場(chang)成橢圓(yuan)形(xing)旋轉磁場(chang)，甚至可能(neng)接(jie)近(jin)于圓(yuan)形(xing)旋轉磁場(chang)。

電動(dong)機因(yin)此獲得(de)起動(dong)轉矩。

利用電(dian)阻分相方法的(de)電(dian)動(dong)機價格低廉(lian)，例如(ru)副繞組用較細(xi)的(de)導線繞制(zhi)即(ji)可，但分相效果(guo)較差，且電(dian)阻上要消(xiao)耗能量。

這種電動(dong)機(ji)在起動(dong)并達到(dao)一定轉(zhuan)速后，通常由裝在電動(dong)機(ji)軸上的離心(xin)式開關將副繞組自動(dong)切除(chu)，以減少電阻上的損耗(hao)、提高運(yun)行效率。

一般用于起動轉(zhuan)矩要(yao)求不高的(de)場合，如小(xiao)型(xing)車床、小(xiao)型(xing)電冰箱等，缺點是不能調速(su)速(su)。

利用電(dian)(dian)容分相，效果(guo)較好，有可(ke)能(neng)在電(dian)(dian)動機某(mou)一工(gong)作點時，使電(dian)(dian)機合(he)成磁(ci)場(chang)接近(jin)于圓形(xing)旋轉(zhuan)磁(ci)場(chang)，從(cong)而獲得較好的工(gong)作特性。