这些问题，很多老司机也不一定能完备阐明的清楚。针对这些问题，大家可以参考下面这篇文章学习，会对电机的分类、用法、优缺陷有更加清晰的理解。
直流电机——有刷电机
读过中学物理的学霸学渣都知道，为了研究通电导体在磁场受力的那点事，我们把左手都练成了断掌，这也正是直流电机的事理。
所有电机都是由定子和转子组成，在直流电机中，为了让转子转起来，须要不断改变电流方向，否则转子只能转半圈，这点就像自行车脚踏板。以是直流电机须要换向器。
广义的直流电机包括有刷电机和无刷电机。
有刷电机又称直流电机或碳刷电机，常说的直流电机便是指有刷直流电机，它采取机器换向，外部磁极不动内部线圈(电枢)动，换向器和转子线圈一起旋转，电刷和磁铁都不动，于是换向器和电刷摩擦摩擦，完成电流方向的切换。
有刷电机缺陷：
1、机器换向产生的火花引起换向器和电刷摩擦、电磁滋扰、噪声大、寿命短。
2、可靠性差、故障多，须要常常掩护。
3、由于换向器存在，限定了转子惯量，限定了最高转速，影响了动态性能。
既然它这么多缺陷为什么还被普遍运用，由于它扭力高、构造大略随意马虎掩护（即换碳刷）、便宜。
直流电机——无刷电机
无刷电机在某些领域也称直流变频电机（BLDC），它采取电子换向（霍尔传感器），线圈(电枢)不动磁极动，此时永磁铁可以在线圈外部也可以在线圈内部，于是有了外转子无刷电机和内转子无刷电机之分。
无刷电机布局与永磁同步电机相同。
不过，单个的无刷电机不是一套完全的动力系统，无刷基本必须通过无刷掌握器也便是电调的掌握才能实现连续不断的运转。
真正决定其利用性能的还是无刷电子调速器（也便是电调）。
一样平常地，无刷电机的驱动电流有两种，一种是方波，另一种是正弦波。
有时候把前一种叫直流无刷电机，后一种叫互换伺服电机，确切地讲是互换伺服电动机的一种。（视频传送门）
无刷电机的运转办法不同，有可以分为内转子无刷电机和外转子无刷电机。
内转子都是三相的 ，价格较贵。
外转子常日利用的是单相的，价格亲民，大批量生产已经靠近碳刷电机，因此近年来得到广泛运用。
外转子三相的价格已经靠近内转子的价格。
嗯，猜都能猜到，有刷电机的缺陷便是无刷电机的有点。
它具有高效率、低能耗、低噪音、超龟龄命、高可靠性、可伺服掌握、无级变频调速（可达很高转速）等优点，它相比拟有刷直流电机体积小的多，掌握比异步互换电机大略，启动转矩大过载能力强，至于缺陷嘛……便是比有刷的贵、不好掩护。
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直流电机——调速事理
直流电机的调速：所谓调速，即通过调节电机转速得到所需扭矩。
直流（有刷）电机通过调节电压、串接电阻、改变励磁都可以调速，但是实际以调节电压最为方便也最为常用，目前紧张利用PWM调速，PWM实在便是通过高速的开关来实现直流的调压，一个周期内，开的韶光长，均匀电压就高，关的韶光长，均匀电压就低，调起来很方便，只要开关速率够快，电网的谐波就少，且电流更为连续。
但是电刷和换向器长期磨损，同时在换向的时候有巨大的电流变革，非常随意马虎产生火花，换向器和电刷限定了直流电动机的容量和速率，使得直流电动机的调速碰着了瓶颈。
对付无刷直流电机，调速的时候表面上只掌握了输入电压，但电机的自控变频调速系统（无刷直流电机本身自带转子位置检测器等转子位置旗子暗记获取装置，利用此装置的转子位置旗子暗记来掌握变压变频调速装置的换相时候）自动根据变压掌握了频率，用起来和直流（有刷）电机险些一样，非常方便。
由于转子采取永磁体，不须要专门的励磁绕组，在同等容量的情形下，电机体积更小，重量更轻，效率更高，构造更紧凑，运行更可靠，动态性能更好，在电动汽车的驱动等方面都得到了广泛的运用。
三相交流电机——异步电机
互换电机分为同步电机和异步电机，同步电机多用于发电机，异步电机多用于电动机。
电机的外壳是定子，定子上有三相对称互换绕组，由于三相电顺序变革，形成一个旋转的合成磁场，磁场的旋转速率便是同步转速。
同步转速n=60f/p，f是频率，p是极对数，比如对付接入国家电网50Hz的2极电动机（即极对数为1对），那么转速n=6050/1=3000r/min。
同理，4极，6极，8极电机同步转速为1500，1000,750 。
异步电机机构大略，转子为闭合线圈，比如鼠笼式。
转子线圈将切割旋转磁场，产生感应电动势，进而产生感应电流，末了产生旋转磁场，这样转子就变成了一个电磁铁，将跟随定子磁场旋转，以是转子的转速一定＜定子的旋转磁场，这样才能切割磁感线。
即转子的异步转速＜同步转速，转子与定子磁场存在转速差，以是称之为异步电机。
不同厂家生产的异步电机额定转速略有差异，2极电机约2800+r/min，4极，6极，8极异步约为1400+,950+,700+。
异步电机空载时转速高，有负载时转速低落。
异步电动机构造大略，掩护方便，运行可靠价格便宜，得到广泛运用。
三相交流电机——同步电机
同步电机：
如果让转子速率=定子磁场旋转速率，就成为了同步电机，此时就须要把定子变成一个电磁铁或永磁铁，即给定子通电，此时不须要再切割磁感线就能旋转，旋转速率与磁场旋转速率相同，即形成同步电机。
同步电机转子构造比异步电机繁芜，价格高，在生产生活中运用不如异步电机广泛，紧张用作发电机上，现在火电站，水电站、汽轮机、水轮机基本都是同步电机。
三相交流电机——异步电机的调速
异步电机的调速：理论上异步电动机掌握互换电频率、电压、或者转子的电阻、电机的磁极分布都可以调速，但是实际上实现无极调速用调节频率和电压的方法实现。
由于调压调速范围不大，一样平常只能用在调速哀求不高的场合，运用并不广泛。
变频调速：说到变频，大家可能都听说过。
变频调速的全称是变压变频调速（VVVF），也便是在改变频率的时候改变电压，这样异步电动机的调速范围就足够大了。
变频器可以分为两个大类：交交变频和交直交变频。
交-交变频：将互换电直接通过电力电子器件变换为另一个频率的互换电，最高输出频率不能超过输入频率的一半，以是一样平常只用在低转速、大容量的系统中，可以省去弘大的齿轮减速箱。
交-直-交变频器将互换电先整流变成直流，再通过逆变器变成可控频率和电压的互换，合营PWM技能，这种变频器可以实现大范围的变压变频。
对付电动汽车来讲，异步电动机皮实耐用，过载能力强，掌握算法又如此成熟，完备可以拿来用。
三相交流电机——同步电机的调速
同步电机的调速：同步机没有转差率，在构造确定的情形下，掌握电压不能改变转速，以是在变频器涌现之前，同步电动机是完备不能调速的。
变频器的涌现让互换同步电动机也有了巨大的调速范围，因其转子也有独立励磁（永磁体或者电励磁），其调速范围要比异步电动机更宽，同步电动机抖擞了新的活气。
同步电动机变压变频调速系统可以分为他控变频调速和自控变频调速。
对付他控变频调速，和异步电动机的变频调速类似，也可以根据其数学模型采取SVPWM等掌握办法来实现掌握，其性能还要优于普通互换异步电动机。
自控变频同步电动机在发展过程中曾经有多种名字，比如无换向器电机；当采取永磁体且输入三相正弦波时，可以称为正弦波永磁同步电动机；而如果输入方波，那么就可以称为梯形波永磁同步电动机，没错，这便是类似于之前说的的无刷直流机（BLDM），大家是不是觉得饶了个大圈有转回去了，但是你现在对付变频变速的理解一定更深一步了，以是无刷直流电机时采取直流输入，但是利用了同步电机的变频技能（构造与永磁同步电机相同），在Model3上就采取了直流无刷电机。
单相交流异步电机——单相交流串励电机（有刷）
单相交流串励电动机，俗称串励电机或通用电机(UniversalMotor国外叫法，因交直流利用而得名)，电枢绕组和励磁绕组串联在一起事情。
单相串励电动机又叫做交直流两用串励电动机，它既可以利用互换电源事情，也可以利用直流电源事情。
单相串励电动机的优点是由于它转速高、起动力矩大、体积小、重量轻、不随意马虎堵转、适用电压范围很广，可以用调压的方法来调速，大略且易于实现。
因而在电动工具中得到广泛的运用，如角磨机、手电钻等。
单相串励电机的构造同直流串励电机十分相似，紧张的差异在于单相串励电机的定子铁心必须由硅钢片叠压而成，而直流的磁极既可以由叠压而成，又可以做成整体构造。
单相串励电机的调速，大多数采取调节电压的方法，便是改变电动势。
单相串励电机的电压调速方法采取的可控移相调压，利用可控硅的触发电压滞后于输入电压实现对输入电压的移相触发。
在实现方法上有硬件和软件办法。
采取调节电压方法，采取可控硅调速技能，具有线路大略，元件体积小等特点，是一种可控硅大略有效的方法。
(a)互换电流变革曲线;
(b)电流为正半波时，转子的旋转方向
(c)电流为负半波时，转子的旋转方向
单相交流异步电机——单相交流鼠笼式电机（无刷）
单相电流利过电枢绕组时产生的是脉振磁场而不是旋转磁场，以是单相异步电动机不能自起动。
为理解决起动问题，单相交流供电的异步电动机实际上每每做成两相的。
主绕组由单相电源直接供电；副绕组在空间上与主绕组差90°(电角度，即是机器角度被电动机磁极对数除)。
副绕组串联电容或电阻后再接到单相交流电源，使个中通过的电流和主绕组中的电流有一定的相位差。
使合成磁场成椭圆形旋转磁场，乃至可能靠近于圆形旋转磁场。
电动机因此得到起动转矩。
利用电阻分相方法的电动机价格低廉，例如副绕组用较细的导线绕制即可，但分相效果较差，且电阻上要花费能量。
这种电动机在起动并达到一定转速后，常日由装在电动机轴上的离心式开关将副绕组自动切除，以减少电阻上的损耗、提高运行效率。
一样平常用于起动转矩哀求不高的场合，如小型车床、小型电冰箱等，缺陷是不能调速速。
利用电容分相，效果较好，有可能在电动机某一事情点时，使电机合成磁场靠近于圆形旋转磁场，从而得到较好的事情特性。
为使分相异步电动机得到较好的起念头能或较好的运行特性或两者兼有，其所需的电容（量值）是不同的，可分为三种
步进电机——开环步进电机
（开环）步进电机是将电脉冲旗子暗记转变为角位移的开环掌握电机，运用极为广泛。
在非超载的情形下，电机的转速和停滞的位置只取决于脉冲旗子暗记的频率和脉冲数，而不受负载变革的影响，当步进驱动器吸收到一个脉冲旗子暗记，它就驱动步进电机迁徙改变一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转因此固定的角度一步一步运行的。
可以通过掌握脉冲个数来掌握角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过掌握脉冲频率来掌握电机迁徙改变的速率和加速度，从而达到调速的目的。（视频传送门）
步进电机是一种感应电机，它的事情事理是利用电子电路，即驱动器，将直流电变成分时供电的多相时序掌握电流。
步进电机虽然由直流电流供电，但是不能理解为直流电机，直流电机是将直流电能转换为机器能的动力电机，而步进电机是将电脉冲旗子暗记转变为角位移的开环掌握电机。
步进电机——步进伺服比拟
把稳步进电机运用于低速场合--每分钟转速不超过1000r/min，最佳事情区间是150~500r/min，（闭环步进可达1500）。
2相步进电机在60~70r/min随意马虎涌现低速共振征象，产生振动和噪音，须要通过改变减速比、增加细分数、添加磁性阻尼器等办法避免。
细分精度把稳事变，当细分等级大于4后，步距角的精度不能担保，精度哀求高，最好换用相数更多（即步距角更小）的步进电机或闭环步进、伺服电机。
（开环）步进电机与伺服电机的7不同：
A掌握精度——伺服电机掌握精度可以根据编码器设置，精度更高；
B低频特性——步进电机低频随意马虎振动，伺服电机不会；
C矩频特性——步进电机随转速提高力矩变小，以是其最高事情转速一样平常在＜1000r/min，伺服电机在额定转速内(一样平常3000r/min)内都能输出额定力矩，在额定转速以上为恒功率输出，最高转速可达5000 r/min；
D过载能力——步进电机不能过载，伺服电机最大力矩可过载3倍；
E运行性能——步进电机为开环掌握，伺服电机时闭环掌握；
F速率相应——步进电机启动韶光0.15~0.5s，伺服电机0.05~0.1，最快可0.01s达到 额定3000r/min；
G效率指标——步进电机效率约60%，伺服电机约80%；
实际利用中会创造：伺服电机贵，贵出很多，以是同步电机运用更广泛，特殊是在定位精度哀求不是很高的同步带传动、平带运送机等场合常常利用步进电机。
步进电机——闭环步进电机
闭环步进电机：除了开环步进电机，还有在电机尾部添加了编码器，可以实现闭环掌握的步进电机。
步进电动机的闭环掌握是采取位置反馈和（或）速率反馈来确定与转子位置相适应的相位转换，可大大改进步进电动机的性能。
没有失落步征象的伺服系统。
闭环步进电动机的上风：
1.高速相应，相对付服电机，闭环步进对定位指令具有非常强的跟随性，因此定位韶光非常短。在频繁启停的运用中，可显著缩短定位韶光。
2.比普通伺服产生更大的扭矩。填补普通步进系统失落步、低速振动不敷。
3.在100%负载情形下也可可产生高扭矩，无失落步运行，无需像普通步进系统一样考虑扭矩丢失等问题。
4.运用闭环驱动，效率可增到7.8倍，输出功率可增到3.3倍，速率可增到3.6倍。
可得到比开环掌握更高的运行速率，更稳定、更光滑的转速。
5.步进电机停滞时会完备静止，无普通伺服的微振动征象。
须要低本钱、高精度定位的场合，可取代通用伺服系统的运用。
步进电机——步进闭环伺服比拟
闭环步进电机根据负载大小自动调节绕组电流大小，发热和振动小于开环步进，有编码器反馈以是精度高于普通步进电机，电机相应比开环步进慢比伺服电机快，运行过程中存在位置偏差，偏差会在指令停滞后数毫秒逐渐降落。
高速力矩比开环步进大，常见运用在0-1500rpm场合。
总结：闭环步进电机具有低本钱、高效、无抖动、无停滞微振动、高刚性、无整定、高速、高动态相应等特点，是替代高本钱伺服系统、低端开环步进系统等性价比最高的办理方案
伺服电机——普通伺服电机
伺服电机（servo motor）也叫实行电机，可使掌握速率，位置精度非常准确，可以将电压旗子暗记转化为转矩和转速以驱动掌握工具。
与步进电机事理构造不同的是，伺服电机由于把掌握电路放到了电机之外，里面的电机部分便是标准的直流电机或互换感应电机。
伺服电机靠脉冲来定位，伺服电机吸收到1个脉冲，就会旋转1个脉冲对应的角度。
电机每旋转一个角度，编码器都会发出对应数量的反馈脉冲，反馈脉冲和伺服驱动器吸收的脉冲形成闭环掌握，这样伺服驱动器就能够很精确的掌握电机的迁徙改变，从而实现精确的定位。
伺服电机的掌握：一样平常工业用的伺服电机都是三环掌握，即电流环、速率环、位置环，分别能反馈电机运行的角加速度、角速率和旋转位置。
芯片通过三者的反馈掌握电机各相的驱动电流，实现电机的速率和位置都准确按照预定运行。
互换伺服具备额定转速下力矩恒定的特点，常见200W,400W低中惯量互换伺服额定转速为3000rpm，最高转速5000rpm，转速高。
力矩与电流成正比，可以事情在力矩模式，例如锁螺丝，压端子等须要恒定力矩的场合。
互换伺服事情噪音振动极小，发热低。
同体积下电机惯量转子惯量小，400W伺服惯量仅相称于57基座2NM步进电机的转子惯量。
伺服具备短韶光过载能力，选型时需考虑加减速时电机过载倍数。
伺服采取闭环掌握，同闭环步进一样存在位置跟踪偏差。
伺服须要调试才能利用。
步进和伺服电机的原始扭矩不足用的情形下，每每须要合营减速机进行事情，可以利用减速齿轮组或行星减速器。
伺服电机——舵机
舵机（servo）国人起的俗称,是一类直流伺服电机，最先是用于小型航模，现在用于小型机器人枢纽关头。
从构造来剖析，舵机包括一个小型直流电机，加上传感器、掌握芯片、减速齿轮组，装进一体化外壳。
能够通过输入旗子暗记（一样平常是PWM旗子暗记，也有的是数字旗子暗记）掌握旋转角度。
由于是简化版，原来伺服电机的三环掌握被简化成了一环，即只检测位置环。
廉价的方案便是一个电位器，通过电阻来检测，高等的方案则会用到霍尔传感器，或者光栅编码器。
一样平常舵机价格低廉、构造紧凑，但精度很低，位置沉着能力较差，能够知足很多低端需求。
随着消费级小型机器人在近两年的热潮，小型轻量的舵机一下子成了最得当的枢纽关头元件。
但机器人枢纽关头对性能的哀求远高于航舵，而作为商业产品也比DIY玩家对舵机质量哀求高得多。
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转载自：达尔闻说
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