無刷武清電機和有刷電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)有什么(me)區別(bie)？同(tong)步(bu)電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)和異(yi)步(bu)電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)有什么(me)區別(bie)？伺服(fu)電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)是(shi)(shi)(shi)否(fou)(fou)都(dou)是(shi)(shi)(shi)交流(liu)電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)？伺服(fu)電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)是(shi)(shi)(shi)否(fou)(fou)都(dou)是(shi)(shi)(shi)同(tong)步(bu)電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)？步(bu)進(jin)電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)屬于直(zhi)流(liu)電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)還是(shi)(shi)(shi)交流(liu)電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)？舵機(ji)(ji)是(shi)(shi)(shi)否(fou)(fou)屬于伺服(fu)電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)等等……

這(zhe)些問(wen)題，很多老司機(ji)也不(bu)一(yi)定能完(wan)全解釋的(de)清楚(chu)。針對這(zhe)些問(wen)題，大家可以參考下面這(zhe)篇文(wen)章學習，會(hui)對電機(ji)的(de)分類、用(yong)法、優缺點(dian)有更加(jia)清晰的(de)理解。

讀(du)過中學物理的學霸學渣都知道，為了(le)研(yan)究通(tong)電導(dao)體在(zai)磁(ci)場受(shou)力(li)的那點(dian)事(shi)，我們把左手都練成了(le)斷掌，這也正是直流電機的原理。

所有(you)電(dian)機都是由定子(zi)和轉(zhuan)(zhuan)子(zi)組(zu)成，在直流電(dian)機中，為了讓(rang)轉(zhuan)(zhuan)子(zi)轉(zhuan)(zhuan)起來，需(xu)要不(bu)斷(duan)改變(bian)電(dian)流方向，否(fou)則(ze)轉(zhuan)(zhuan)子(zi)只能轉(zhuan)(zhuan)半(ban)圈，這點就像自(zi)行車腳踏板。所以直流電(dian)機需(xu)要換向器。

廣義的直流(liu)電(dian)機(ji)包括有刷電(dian)機(ji)和無刷電(dian)機(ji)。

有刷(shua)(shua)電(dian)(dian)機又稱直流(liu)電(dian)(dian)機或碳刷(shua)(shua)電(dian)(dian)機，常說的直流(liu)電(dian)(dian)機就是指有刷(shua)(shua)直流(liu)電(dian)(dian)機，它采用機械換(huan)向，外部磁極不動(dong)內部線(xian)(xian)圈(電(dian)(dian)樞(shu))動(dong)，換(huan)向器(qi)和轉子線(xian)(xian)圈一起(qi)旋轉，電(dian)(dian)刷(shua)(shua)和磁鐵都不動(dong)，于是換(huan)向器(qi)和電(dian)(dian)刷(shua)(shua)摩擦(ca)摩擦(ca)，完(wan)成電(dian)(dian)流(liu)方向的切換(huan)。

有刷電機缺點：

1、機械(xie)換(huan)向產生(sheng)的火(huo)花引起換(huan)向器和電(dian)刷摩擦(ca)、電(dian)磁干擾、噪聲大、壽(shou)命短。

2、可靠性差、故障多(duo)，需要經常(chang)維護。

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

既然它這么(me)多缺(que)點為(wei)什么(me)還被普(pu)遍應(ying)用，因為(wei)它扭力高、結構簡單容易維護（即換碳刷(shua)）、便(bian)宜。

無(wu)刷(shua)電(dian)機(ji)(ji)在某些(xie)領(ling)域也(ye)稱直流(liu)變頻電(dian)機(ji)(ji)（BLDC），它采(cai)用電(dian)子換向（霍(huo)爾傳感(gan)器），線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)(電(dian)樞)不動磁極動，此時永磁鐵可(ke)以在線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)外部(bu)也(ye)可(ke)以在線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)內部(bu)，于是(shi)有(you)了外轉(zhuan)子無(wu)刷(shua)電(dian)機(ji)(ji)和內轉(zhuan)子無(wu)刷(shua)電(dian)機(ji)(ji)之分。

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

不(bu)過，單個(ge)的(de)無(wu)(wu)刷電(dian)機(ji)不(bu)是一套完整的(de)動力系(xi)統，無(wu)(wu)刷基本必須通過無(wu)(wu)刷控制器也就是電(dian)調的(de)控制才能(neng)實現連(lian)續不(bu)斷的(de)運轉。

真正(zheng)決定其(qi)使用性(xing)能的還是(shi)無刷(shua)電子調速(su)器(qi)（也(ye)就是(shi)電調）。

一(yi)般地，無刷電(dian)機(ji)的(de)驅動電(dian)流有(you)兩種(zhong)(zhong)，一(yi)種(zhong)(zhong)是方波，另一(yi)種(zhong)(zhong)是正弦波。

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

無刷(shua)電(dian)(dian)機(ji)的(de)運轉(zhuan)方式不同，有可以分(fen)為內轉(zhuan)子無刷(shua)電(dian)(dian)機(ji)和外轉(zhuan)子無刷(shua)電(dian)(dian)機(ji)。

內轉子都是三(san)相的(de) ，價格(ge)較貴。

外(wai)轉子(zi)通常使用的是單(dan)相的，價(jia)格親民(min)，大批量生產(chan)已(yi)經接近碳(tan)刷電機，因(yin)此(ci)近年來得(de)到(dao)廣泛應用。

外(wai)轉子(zi)三相的價格已經接近內轉子(zi)的價格。 

嗯(ng)，猜都能猜到，有(you)(you)刷(shua)電(dian)(dian)機的缺點就(jiu)是(shi)無刷(shua)電(dian)(dian)機的有(you)(you)點。

它(ta)具有(you)高效(xiao)率、低(di)能耗、低(di)噪(zao)音(yin)、超長壽(shou)命、高可靠性、可伺服(fu)控制、無級變頻調速(su)(su)（可達很高轉(zhuan)速(su)(su)）等優點(dian)，它(ta)相對比有(you)刷直(zhi)流電機體積小(xiao)的多，控制比異步交流電機簡(jian)單，啟動轉(zhuan)矩大過載(zai)能力(li)強，至于缺點(dian)嘛……就(jiu)是比有(you)刷的貴、不好維(wei)護。

直流電(dian)機(ji)的調(diao)速(su)：所謂調(diao)速(su)，即通過調(diao)節電(dian)機(ji)轉速(su)獲得所需(xu)扭矩。

直流（有刷）電(dian)(dian)機通過調(diao)節電(dian)(dian)壓、串接電(dian)(dian)阻、改(gai)變勵磁都可(ke)以(yi)(yi)調(diao)速(su)，但(dan)是實(shi)際以(yi)(yi)調(diao)節電(dian)(dian)壓最為方便(bian)也最為常(chang)用，目前主要(yao)(yao)使用PWM調(diao)速(su)，PWM其實(shi)就(jiu)是通過高速(su)的(de)開關來實(shi)現直流的(de)調(diao)壓，一個(ge)周期(qi)內，開的(de)時間長(chang)，平均電(dian)(dian)壓就(jiu)高，關的(de)時間長(chang)，平均電(dian)(dian)壓就(jiu)低，調(diao)起來很方便(bian)，只要(yao)(yao)開關速(su)度夠快，電(dian)(dian)網的(de)諧波(bo)就(jiu)少，且電(dian)(dian)流更為連續。

但是電刷(shua)和換(huan)向器長期磨損，同(tong)時在(zai)換(huan)向的時候有巨大的電流(liu)變化(hua)，非常容易產生火花(hua)，換(huan)向器和電刷(shua)限制了(le)直流(liu)電動機的容量和速度(du)，使得直流(liu)電動機的調速遇到了(le)瓶頸。

對于無(wu)刷直流(liu)電機，調速(su)(su)的(de)時候表面上(shang)只(zhi)控制(zhi)(zhi)了輸入電壓(ya)，但電機的(de)自控變頻調速(su)(su)系統(tong)（無(wu)刷直流(liu)電機本身(shen)自帶轉子(zi)位(wei)置(zhi)(zhi)檢測器等(deng)轉子(zi)位(wei)置(zhi)(zhi)信號獲(huo)取裝置(zhi)(zhi)，使用此(ci)裝置(zhi)(zhi)的(de)轉子(zi)位(wei)置(zhi)(zhi)信號來控制(zhi)(zhi)變壓(ya)變頻調速(su)(su)裝置(zhi)(zhi)的(de)換相時刻）自動根據變壓(ya)控制(zhi)(zhi)了頻率，用起來和直流(liu)（有刷）電機幾乎一樣(yang)，非常(chang)方(fang)便。

由于轉子采用永(yong)磁(ci)體，不(bu)需要(yao)專門(men)的勵磁(ci)繞組，在同等(deng)(deng)容量的情況(kuang)下(xia)，電機體積更小(xiao)，重量更輕(qing)，效率更高，結構更緊湊，運行(xing)更可(ke)靠，動(dong)態性能更好，在電動(dong)汽(qi)車(che)的驅動(dong)等(deng)(deng)方面都獲(huo)得(de)了廣泛的應用。

交流電(dian)機(ji)(ji)分為同步電(dian)機(ji)(ji)和(he)異步電(dian)機(ji)(ji)，同步電(dian)機(ji)(ji)多用于發電(dian)機(ji)(ji)，異步電(dian)機(ji)(ji)多用于電(dian)動機(ji)(ji)。

電機的(de)外殼是定(ding)子，定(ding)子上(shang)有(you)三相對稱交流繞組，由于三相電順序變化，形成一個旋轉(zhuan)(zhuan)的(de)合成磁場，磁場的(de)旋轉(zhuan)(zhuan)速度就(jiu)是同步轉(zhuan)(zhuan)速。

同步(bu)轉(zhuan)速(su)(su)n=60f/p，f是頻率，p是極對(dui)(dui)數，比如對(dui)(dui)于接入電網(wang)50Hz的(de)2極電動(dong)機（即極對(dui)(dui)數為1對(dui)(dui)），那么轉(zhuan)速(su)(su)n=60*50/1=3000r/min。

同(tong)理，4極，6極，8極電(dian)機(ji)同(tong)步轉速為1500，1000,750  。

異步電機(ji)機(ji)構簡單，轉子(zi)為(wei)閉合線圈(quan)，比(bi)如鼠籠式。

轉(zhuan)(zhuan)子線(xian)圈將切割旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)磁(ci)場，產(chan)生感(gan)應(ying)電(dian)動勢，進而產(chan)生感(gan)應(ying)電(dian)流(liu)，最后產(chan)生旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)磁(ci)場，這樣(yang)轉(zhuan)(zhuan)子就變成(cheng)了一個電(dian)磁(ci)鐵，將跟(gen)隨定子磁(ci)場旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)，所(suo)以轉(zhuan)(zhuan)子的轉(zhuan)(zhuan)速必然＜定子的旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)磁(ci)場，這樣(yang)才(cai)能(neng)切割磁(ci)感(gan)線(xian)。

即(ji)轉子(zi)的異步(bu)(bu)(bu)轉速(su)＜同步(bu)(bu)(bu)轉速(su)，轉子(zi)與定子(zi)磁場(chang)存在轉速(su)差，所以稱之為異步(bu)(bu)(bu)電機。

不同廠(chang)家生產的(de)異(yi)步電機(ji)(ji)額定(ding)轉速略有差異(yi)，2極(ji)電機(ji)(ji)約2800+r/min，4極(ji)，6極(ji)，8極(ji)異(yi)步約為(wei)1400+,950+,700+。

異步電(dian)機空載時轉速高，有負載時轉速下降。

異步電動機結構簡單，維護(hu)方便，運行可靠價格便宜，得到廣泛應用(yong)。

同步電機：

如果(guo)讓轉(zhuan)(zhuan)子速度(du)=定子磁場旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)速度(du)，就(jiu)成為了(le)同步(bu)電(dian)(dian)機(ji)，此時就(jiu)需要把定子變(bian)成一個(ge)電(dian)(dian)磁鐵(tie)或(huo)永磁鐵(tie)，即給定子通電(dian)(dian)，此時不(bu)需要再切割磁感線(xian)就(jiu)能旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)，旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)速度(du)與磁場旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)速度(du)相同，即形成同步(bu)電(dian)(dian)機(ji)。      

同步電(dian)機(ji)轉子結構比異步電(dian)機(ji)復雜，價格(ge)高，在生產生活中(zhong)應(ying)用(yong)不如異步電(dian)機(ji)廣泛(fan)，主要用(yong)作發電(dian)機(ji)上(shang)，現(xian)在火電(dian)站(zhan)，水電(dian)站(zhan)、汽輪機(ji)、水輪機(ji)基本都(dou)是同步電(dian)機(ji)。

異(yi)步電(dian)(dian)(dian)機的調速：理論上異(yi)步電(dian)(dian)(dian)動機控制交(jiao)流(liu)電(dian)(dian)(dian)頻(pin)率(lv)、電(dian)(dian)(dian)壓、或者轉子的電(dian)(dian)(dian)阻、電(dian)(dian)(dian)機的磁極分布都可以調速，但是實(shi)際(ji)上實(shi)現(xian)無極調速用調節頻(pin)率(lv)和電(dian)(dian)(dian)壓的方(fang)法實(shi)現(xian)。

由(you)于(yu)調壓(ya)調速范圍不大(da)，一般(ban)只能用在調速要求不高的場合，應用并不廣泛。      

 變頻調速：說到(dao)變頻，大家可能都聽說過(guo)。

變頻(pin)調速的全稱是變壓變頻(pin)調速（VVVF），也(ye)就是在改變頻(pin)率的時候改變電(dian)壓，這樣(yang)異步電(dian)動機的調速范(fan)圍就足夠大(da)了(le)。

變(bian)頻(pin)器可以分為兩個(ge)大類：交(jiao)交(jiao)變(bian)頻(pin)和交(jiao)直交(jiao)變(bian)頻(pin)。

交(jiao)-交(jiao)變(bian)頻：將交(jiao)流電直接通過電力電子器(qi)件(jian)變(bian)換為另一個頻率的交(jiao)流電，更(geng)高輸(shu)出頻率不能超過輸(shu)入頻率的一半，所以(yi)一般只用在低轉速、大容(rong)量的系統中，可以(yi)省去龐大的齒輪(lun)減速箱。

交(jiao)-直-交(jiao)變(bian)頻器將交(jiao)流(liu)電(dian)先整流(liu)變(bian)成(cheng)(cheng)直流(liu)，再通過(guo)逆變(bian)器變(bian)成(cheng)(cheng)可控(kong)頻率(lv)和電(dian)壓的交(jiao)流(liu)，配合PWM技術，這(zhe)種變(bian)頻器可以實(shi)現大范圍的變(bian)壓變(bian)頻。

對于電動(dong)汽(qi)車來(lai)講，異步(bu)電動(dong)機皮實耐用，過載能力強(qiang)，控(kong)制算法又如此成熟(shu)，完全可以拿來(lai)用。

同步電(dian)(dian)機的調速：同步機沒有轉差(cha)率，在(zai)結構確定(ding)的情況下，控制電(dian)(dian)壓不能(neng)改變(bian)轉速，所以(yi)在(zai)變(bian)頻器出現之前，同步電(dian)(dian)動機是完全不能(neng)調速的。

變頻器的(de)出現讓交流同(tong)步(bu)(bu)電(dian)動(dong)機也(ye)有(you)了巨大的(de)調速(su)范(fan)圍(wei)，因其轉(zhuan)子也(ye)有(you)獨立勵磁（永(yong)磁體(ti)或者電(dian)勵磁），其調速(su)范(fan)圍(wei)要比異步(bu)(bu)電(dian)動(dong)機更寬，同(tong)步(bu)(bu)電(dian)動(dong)機煥發(fa)了新的(de)生機。       

同步電動機變(bian)壓變(bian)頻調速系統可以分為他控變(bian)頻調速和自控變(bian)頻調速。

對于他控變頻調速，和(he)異步(bu)電動機的變頻調速類似(si)，也可以根據其數學模型采用SVPWM等(deng)控制方(fang)式(shi)來(lai)實現控制，其性能還要優于普(pu)通交流(liu)異步(bu)電動機。

自控變頻同(tong)步電(dian)動機(ji)(ji)(ji)在(zai)發展(zhan)過(guo)程中(zhong)曾經有多種(zhong)名字，比如無換向器電(dian)機(ji)(ji)(ji)；當采用(yong)永(yong)(yong)磁體且(qie)輸(shu)入(ru)三相正弦波(bo)時(shi)，可以(yi)稱(cheng)為正弦波(bo)永(yong)(yong)磁同(tong)步電(dian)動機(ji)(ji)(ji)；而如果輸(shu)入(ru)方波(bo)，那么就可以(yi)稱(cheng)為梯(ti)形波(bo)永(yong)(yong)磁同(tong)步電(dian)動機(ji)(ji)(ji)，沒錯，這就是(shi)類似于(yu)之(zhi)前說(shuo)的的無刷(shua)直流(liu)機(ji)(ji)(ji)（BLDM），大家是(shi)不是(shi)感覺饒了個大圈(quan)有轉回去了，但(dan)是(shi)你現在(zai)對于(yu)變頻變速(su)的理解一定更深一步了，所以(yi)無刷(shua)直流(liu)電(dian)機(ji)(ji)(ji)時(shi)采用(yong)直流(liu)輸(shu)入(ru)，但(dan)是(shi)使(shi)用(yong)了同(tong)步電(dian)機(ji)(ji)(ji)的變頻技術（結構與永(yong)(yong)磁同(tong)步電(dian)機(ji)(ji)(ji)相同(tong)），在(zai)Model3上就采用(yong)了直流(liu)無刷(shua)電(dian)機(ji)(ji)(ji)。

單相交流異(yi)步(bu)電機(ji)——單相交流串勵電機(ji)（有刷）

單(dan)相交流串(chuan)勵電(dian)(dian)動機，俗稱串(chuan)勵電(dian)(dian)機或通(tong)用電(dian)(dian)機(UniversalMotor國外叫法，因交直流通(tong)用而(er)得名)，電(dian)(dian)樞繞組和(he)勵磁繞組串(chuan)聯在一起工(gong)作(zuo)。

單相串勵(li)電(dian)(dian)動機(ji)又(you)叫做交直流(liu)(liu)兩用串勵(li)電(dian)(dian)動機(ji)，它既可以(yi)使用交流(liu)(liu)電(dian)(dian)源工作，也可以(yi)使用直流(liu)(liu)電(dian)(dian)源工作。

單(dan)相(xiang)串勵電動機的(de)優點是由于它轉速高、起動力矩大、體積(ji)小(xiao)、重量輕、不容易(yi)堵轉、適用電壓(ya)范圍很(hen)廣，可以用調壓(ya)的(de)方法來調速，簡(jian)單(dan)且易(yi)于實現。

因(yin)而在電動工具中(zhong)得(de)到(dao)廣泛(fan)的應(ying)用，如角磨機、手電鉆等。

單相(xiang)串勵電機(ji)(ji)的(de)(de)(de)結(jie)構同直流(liu)串勵電機(ji)(ji)十分相(xiang)似，主(zhu)要的(de)(de)(de)區別在于單相(xiang)串勵電機(ji)(ji)的(de)(de)(de)定(ding)子鐵心必須(xu)由(you)硅鋼(gang)片疊壓而成(cheng)，而直流(liu)的(de)(de)(de)磁極既可以(yi)(yi)由(you)疊壓而成(cheng)，又可以(yi)(yi)做成(cheng)整體結(jie)構。

單相(xiang)串勵電(dian)機的調速(su)，大多數(shu)采用調節電(dian)壓(ya)的方法，就是改變(bian)電(dian)動勢。

單相串勵電機(ji)的(de)(de)電壓(ya)(ya)調(diao)速方法采(cai)用(yong)的(de)(de)可控移(yi)相調(diao)壓(ya)(ya)，利用(yong)可控硅(gui)的(de)(de)觸發(fa)電壓(ya)(ya)滯后于輸入電壓(ya)(ya)實現(xian)對輸入電壓(ya)(ya)的(de)(de)移(yi)相觸發(fa)。

在實現方(fang)法上有硬件(jian)(jian)和軟件(jian)(jian)方(fang)式。

采用(yong)調(diao)節(jie)電壓方法，采用(yong)可(ke)控硅調(diao)速技術，具有(you)線路簡(jian)(jian)單，元件體積小等(deng)特點，是一(yi)種可(ke)控硅簡(jian)(jian)單有(you)效的方法。

(a)交流電流變化(hua)曲線(xian);

(b)電(dian)流為正半波時，轉子(zi)的旋轉方向  

(c)電流為負半(ban)波時(shi)，轉(zhuan)子的旋轉(zhuan)方(fang)向(xiang)

單(dan)相交流(liu)異步電機(ji)——單(dan)相交流(liu)鼠(shu)籠式電機(ji)（無刷）

單相(xiang)電(dian)流通過(guo)電(dian)樞(shu)繞組時(shi)產生(sheng)的是脈振磁場(chang)而不(bu)是旋轉磁場(chang)，所以(yi)單相(xiang)異步電(dian)動(dong)機(ji)不(bu)能(neng)自起動(dong)。

為了解決(jue)起動(dong)問(wen)題，單相交流供電的(de)異步電動(dong)機(ji)實際上往往做成兩相的(de)。

主繞(rao)(rao)組由單相電(dian)源直接供電(dian)；副繞(rao)(rao)組在空(kong)間上(shang)與(yu)主繞(rao)(rao)組差90°(電(dian)角(jiao)度，等于機(ji)(ji)械角(jiao)度被電(dian)動機(ji)(ji)磁極(ji)對數除)。

副繞(rao)組(zu)串聯(lian)電(dian)(dian)容或電(dian)(dian)阻后(hou)再接到單相交流電(dian)(dian)源，使其中通過的(de)電(dian)(dian)流和主繞(rao)組(zu)中的(de)電(dian)(dian)流有一定的(de)相位差。

使合成(cheng)磁場成(cheng)橢圓形旋轉(zhuan)磁場，甚至(zhi)可能接近于圓形旋轉(zhuan)磁場。

電(dian)動(dong)機(ji)因此獲得起動(dong)轉矩。

利用(yong)電(dian)阻(zu)(zu)分相(xiang)方法的電(dian)動機(ji)價格低廉，例如副繞組用(yong)較(jiao)細的導線繞制即可，但分相(xiang)效(xiao)果較(jiao)差，且電(dian)阻(zu)(zu)上要消耗能(neng)量(liang)。

這種電(dian)(dian)動機在(zai)起動并達(da)到一定轉速后，通常由裝(zhuang)在(zai)電(dian)(dian)動機軸上的離心(xin)式(shi)開(kai)關將副繞組自動切除，以減少電(dian)(dian)阻上的損耗、提高運行效(xiao)率(lv)。

一般用(yong)于起動轉矩要求不高的(de)場合，如小型車床、小型電冰(bing)箱等，缺(que)點是(shi)不能調速(su)速(su)。

利用(yong)電容分相，效(xiao)果較(jiao)好，有可能(neng)在電動機某一工作(zuo)點時(shi)，使(shi)電機合成磁場(chang)(chang)接近于圓形旋轉磁場(chang)(chang)，從而獲得較(jiao)好的(de)工作(zuo)特性。