一次学懂电机——认识电机，使用电机，超越电机

发布时间：

2025-06-16

电机即电动机，俗称马达，是一种将电能转换为机械能的装置，主要作用是产生驱动转矩，作为用电器或各种设备的动力源。电机在家用电器、工业设备、农业设备、军工设备以及交通工具中无处不在。

一、认识电机

电机的种类繁多，同款电机按不同方式分类时名字稍有差异，可按工作电源、结构及工作原理、启动与运行方式或转子的结构等来区分，也可按用途、使用场景甚至转速进行分类。

本文根据电机类型进行了全面整理，具体如下：

直流无刷电机也称直流变频电机（BLDC），采用霍尔传感器电子换向，线圈(电枢)不动磁极动，有外转子无刷电机和内转子无刷电机之分，构造与永磁同步电机相同，且无刷直流电机时采用直流输入，但是使用同步电机的变频技术。

决定其使用性能的是无刷电子调速器，无刷电机的驱动电流有方波和正弦波两种，以此分别直流无刷电机和交流伺服电机，即为交流伺服电机的一种。

无刷电机具备高效率、低能耗、低噪音、超长寿命、高可靠性、可伺服控制、无级变频调速等优点，比有刷直流电机体积小，控制比异步交流电机简单，启动转矩大且过载能力强，但是价格高、不易维护。

三相交流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。异步电机机构简单，维护方便，运行可靠价格便宜，得到广泛应用。同步电机转子结构比异步电机复杂，价格高，在生产生活中应用不如异步电机广泛，主要用作发电机上，现在火电站，水电站、汽轮机、水轮机基本都是同步电机。

步进电机是将电脉冲信号转变为角位移的开环控制电机，是一种感应电机，利用步进驱动将直流电转变成分时供电的多相时序控制电流。

步进电机最佳工作区间是150~500r/min，在定位精度要求不是很高的同步带传动、平带输送机等场合经常使用步进电机。闭环步进电机在尾部添加了编码器，可以实现闭环控制，转速可达1500r/min, 在需要低成本、高精度定位的场合，可取代通用伺服系统应用。

伺服电机控制速度及位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机把控制电路放在电机之外，里面电机部分就是标准的直流电机或交流感应电机。

伺服电机依靠脉冲定位，接收到1个脉冲，即旋转1个脉冲对应角度，且由编码器发出对应数量反馈脉冲，反馈脉冲和伺服驱动器接收脉冲形成闭环控制，使伺服驱动器能很精确地控制电机转动，实现精确定位。其中最常用的伺服电机为永磁同步交流伺服。

一般工业用伺服电机都采取电流环、速度环、位置环控制模式，分别反馈电机运行的角加速度、角速度和旋转位置。芯片通过三者的反馈控制电机各相驱动电流，实现电机速度和位置都准确运行。