很多工程(cheng)师长期都(dou)没(mei)有弄(nong)清(qing)楚无刷电(dian)(dian)(dian)机(ji)和有刷电(dian)(dian)(dian)机(ji)有什么区别(bie)？同步(bu)电(dian)(dian)(dian)机(ji)和异步(bu)电(dian)(dian)(dian)机(ji)有什么区别(bie)？伺服(fu)(fu)电(dian)(dian)(dian)机(ji)是否都(dou)是交(jiao)流(liu)电(dian)(dian)(dian)机(ji)？伺服(fu)(fu)电(dian)(dian)(dian)机(ji)是否都(dou)是同步(bu)电(dian)(dian)(dian)机(ji)？步(bu)进(jin)电(dian)(dian)(dian)机(ji)属于直流(liu)电(dian)(dian)(dian)机(ji)还是交(jiao)流(liu)电(dian)(dian)(dian)机(ji)？舵机(ji)是否属于伺服(fu)(fu)电(dian)(dian)(dian)机(ji)等(deng)等(deng)……

您是否(fou)对此也(ye)有很多疑惑？本(ben)文(wen)将尝试用(yong)通俗的(de)语言来解释系(xi)统性的(de)知识，希望读完能让您对电机的(de)分(fen)类有一个清晰的(de)理解。

直(zhi)流电机——有刷电机

读(du)过中(zhong)学物理的学霸(ba)学渣(zha)都知道，为了研(yan)究通电导体在磁场受(shou)力(li)的那点事(shi)，我们把左手都练(lian)成了断掌，这也(ye)正是直流电机的原理。

所有电机(ji)都是由定子(zi)和转(zhuan)(zhuan)(zhuan)子(zi)组成，在(zai)直流电机(ji)中，为了让(rang)转(zhuan)(zhuan)(zhuan)子(zi)转(zhuan)(zhuan)(zhuan)起来，需要(yao)不断改变电流方向，否(fou)则转(zhuan)(zhuan)(zhuan)子(zi)只能转(zhuan)(zhuan)(zhuan)半圈，这点(dian)就像自行车脚踏板。

所以直流电机(ji)需要(yao)换向器。

广义的直流电机(ji)包括(kuo)有(you)刷电机(ji)和无(wu)刷电机(ji)。

有刷电(dian)(dian)(dian)机(ji)又称(cheng)直(zhi)流电(dian)(dian)(dian)机(ji)或碳刷电(dian)(dian)(dian)机(ji)，常说的直(zhi)流电(dian)(dian)(dian)机(ji)就是指(zhi)有刷直(zhi)流电(dian)(dian)(dian)机(ji)，它(ta)采用机(ji)械(xie)换向(xiang)，外(wai)部(bu)磁极不(bu)动(dong)内部(bu)线(xian)圈(电(dian)(dian)(dian)枢)动(dong)，换向(xiang)器(qi)和转(zhuan)子线(xian)圈一起旋转(zhuan)，电(dian)(dian)(dian)刷和磁铁都不(bu)动(dong)，于是换向(xiang)器(qi)和电(dian)(dian)(dian)刷摩擦摩擦，完成电(dian)(dian)(dian)流方向(xiang)的切换。

有(you)刷电机(ji)缺点：

1、机械换向(xiang)产生(sheng)的火花引起换向(xiang)器和电(dian)刷(shua)摩擦、电(dian)磁干扰、噪声大、寿命短。

2、可(ke)靠性差、故障多(duo)，需要经常维(wei)护。

3、由于(yu)换向(xiang)器(qi)存在，限制了(le)(le)转子惯量，限制了(le)(le)最高转速，影响了(le)(le)动态性能。

既然它这么(me)(me)多缺(que)点为什么(me)(me)还被普遍应用，因为它扭力(li)高、结构(gou)简单容易维(wei)护（即(ji)换碳刷）、便宜。

直流电机(ji)(ji)——无刷电机(ji)(ji)

无刷(shua)电(dian)(dian)机在(zai)(zai)某些领域也称直流变频(pin)电(dian)(dian)机（BLDC），它采用电(dian)(dian)子换向（霍尔(er)传感器(qi)），线(xian)圈(quan)(电(dian)(dian)枢)不(bu)动(dong)磁(ci)极动(dong)，此(ci)时永磁(ci)铁可以(yi)在(zai)(zai)线(xian)圈(quan)外部(bu)也可以(yi)在(zai)(zai)线(xian)圈(quan)内(nei)部(bu)，于是有了外转子无刷(shua)电(dian)(dian)机和内(nei)转子无刷(shua)电(dian)(dian)机之分。

无(wu)刷电机(ji)构造与永磁同步(bu)电机(ji)相同。

不(bu)(bu)(bu)过(guo)(guo)，单个的(de)(de)无刷电(dian)机不(bu)(bu)(bu)是一(yi)套完整的(de)(de)动力系统(tong)，无刷基本必须(xu)通过(guo)(guo)无刷控(kong)制器也就是电(dian)调的(de)(de)控(kong)制才能实现连(lian)续不(bu)(bu)(bu)断的(de)(de)运转。

真正决定其使用性(xing)能的还(hai)是(shi)(shi)无刷(shua)电子(zi)调速(su)器（也(ye)就是(shi)(shi)电调）。

一般地(di)，无刷电机的(de)驱动电流有两种(zhong)，一种(zhong)是方波，另一种(zhong)是正弦波。

有时(shi)候把前一(yi)种(zhong)叫(jiao)(jiao)直流无(wu)刷电(dian)机，后一(yi)种(zhong)叫(jiao)(jiao)交(jiao)流伺服(fu)电(dian)机，确切地讲是交(jiao)流伺服(fu)电(dian)动(dong)机的一(yi)种(zhong)。（视频传送(song)门）

无(wu)(wu)刷(shua)电机的运转(zhuan)方式不同，有可以分为内转(zhuan)子无(wu)(wu)刷(shua)电机和外转(zhuan)子无(wu)(wu)刷(shua)电机。

内转子(zi)都是三相的 ，价格较贵。

外转子通常使用的是单相的，价(jia)格亲民，大批(pi)量生(sheng)产已经接近(jin)碳(tan)刷电(dian)机，因此(ci)近(jin)年(nian)来得(de)到广泛(fan)应用。

外(wai)转子三(san)相的价格(ge)已经接近内(nei)转子的价格(ge)。 

嗯，猜都能猜到(dao)，有刷(shua)电机的(de)缺(que)点就(jiu)是(shi)无(wu)刷(shua)电机的(de)有点。

它具有高(gao)效率、低能耗、低噪音(yin)、超长寿(shou)命、高(gao)可靠性、可伺服控制、无级变频调速（可达很高(gao)转速）等优点，它相对比有刷(shua)直流(liu)电(dian)机体积(ji)小的多，控制比异步交流(liu)电(dian)机简单(dan)，启动(dong)转矩大过载能力强，至于缺点嘛……就(jiu)是比有刷(shua)的贵、不好维护。

直流电机——调速原理

直(zhi)流电机的调速(su)：所谓调速(su)，即通(tong)过调节(jie)电机转速(su)获得所需(xu)扭矩。

直(zhi)流（有(you)刷）电机(ji)通(tong)过调(diao)节电压(ya)、串接电阻、改变励磁都可以(yi)调(diao)速，但(dan)是实际(ji)以(yi)调(diao)节电压(ya)方(fang)便(bian)也常用，目前主要使用PWM调(diao)速，PWM其实就(jiu)(jiu)是通(tong)过高速的开关(guan)来实现直(zhi)流的调(diao)压(ya)，一个周期内，开的时(shi)间长，平(ping)均电压(ya)就(jiu)(jiu)高，关(guan)的时(shi)间长，平(ping)均电压(ya)就(jiu)(jiu)低，调(diao)起来很方(fang)便(bian)，只(zhi)要开关(guan)速度(du)够快，电网的谐(xie)波就(jiu)(jiu)少，且电流更(geng)为连续。

但是电(dian)刷和(he)换向器长期磨损，同时(shi)在换向的(de)(de)时(shi)候有巨大的(de)(de)电(dian)流(liu)变化，非常容易产生火(huo)花(hua)，换向器和(he)电(dian)刷限制了直(zhi)(zhi)流(liu)电(dian)动(dong)机的(de)(de)容量和(he)速度(du)，使得直(zhi)(zhi)流(liu)电(dian)动(dong)机的(de)(de)调速遇到了瓶颈(jing)。

对于(yu)无刷(shua)直(zhi)流(liu)电(dian)机，调(diao)速(su)的(de)(de)时候表(biao)面上只控制了(le)(le)输(shu)入电(dian)压(ya)，但电(dian)机的(de)(de)自控变(bian)频(pin)调(diao)速(su)系统（无刷(shua)直(zhi)流(liu)电(dian)机本身(shen)自带转子(zi)位(wei)(wei)(wei)置检(jian)测器等转子(zi)位(wei)(wei)(wei)置信号获取装置，使用(yong)此装置的(de)(de)转子(zi)位(wei)(wei)(wei)置信号来控制变(bian)压(ya)变(bian)频(pin)调(diao)速(su)装置的(de)(de)换相时刻）自动根据(ju)变(bian)压(ya)控制了(le)(le)频(pin)率，用(yong)起来和直(zhi)流(liu)（有刷(shua)）电(dian)机几乎一样(yang)，非(fei)常方便。

由于转(zhuan)子采用永磁体，不需要专门的励磁绕组，在同等容量(liang)的情况下，电机体积更(geng)(geng)小，重量(liang)更(geng)(geng)轻，效率更(geng)(geng)高，结构(gou)更(geng)(geng)紧凑，运(yun)行更(geng)(geng)可靠，动(dong)态(tai)性能(neng)更(geng)(geng)好，在电动(dong)汽车的驱动(dong)等方面(mian)都(dou)获得了广(guang)泛的应用。

三相(xiang)交流电机——异步电机

交流电(dian)(dian)(dian)机分为同(tong)步电(dian)(dian)(dian)机和异(yi)步电(dian)(dian)(dian)机，同(tong)步电(dian)(dian)(dian)机多用(yong)于发电(dian)(dian)(dian)机，异(yi)步电(dian)(dian)(dian)机多用(yong)于电(dian)(dian)(dian)动机。

电机的(de)外壳(qiao)是(shi)定(ding)子，定(ding)子上有三(san)(san)相(xiang)对(dui)称交流(liu)绕组，由(you)于三(san)(san)相(xiang)电顺序变(bian)化，形(xing)成一个旋转(zhuan)的(de)合成磁(ci)场，磁(ci)场的(de)旋转(zhuan)速(su)度(du)就是(shi)同步转(zhuan)速(su)。

同步转(zhuan)速n=60f/p，f是(shi)频率，p是(shi)极(ji)对数，比如对于接入国家电网50Hz的(de)2极(ji)电动机(ji)（即极(ji)对数为1对），那么转(zhuan)速n=60*50/1=3000r/min。

同理(li)，4极(ji)，6极(ji)，8极(ji)电(dian)机同步转速为1500，1000,750  。

异(yi)步电机机构(gou)简(jian)单，转(zhuan)子为闭(bi)合线圈，比如鼠笼式。

转(zhuan)(zhuan)子(zi)线圈将切割旋(xuan)转(zhuan)(zhuan)磁场(chang)，产生感应(ying)电(dian)动势，进而产生感应(ying)电(dian)流(liu)，最后产生旋(xuan)转(zhuan)(zhuan)磁场(chang)，这(zhei)(zhei)样转(zhuan)(zhuan)子(zi)就变成了一个(ge)电(dian)磁铁，将跟(gen)随(sui)定子(zi)磁场(chang)旋(xuan)转(zhuan)(zhuan)，所(suo)以转(zhuan)(zhuan)子(zi)的转(zhuan)(zhuan)速必然(ran)＜定子(zi)的旋(xuan)转(zhuan)(zhuan)磁场(chang)，这(zhei)(zhei)样才能切割磁感线。

即转子的异(yi)步转速(su)(su)＜同步转速(su)(su)，转子与(yu)定子磁场(chang)存在转速(su)(su)差(cha)，所以称之为异(yi)步电机。

不同(tong)厂家生产的异(yi)步(bu)(bu)电(dian)机(ji)额定转(zhuan)速略有(you)差异(yi)，2极(ji)电(dian)机(ji)约2800+r/min，4极(ji)，6极(ji)，8极(ji)异(yi)步(bu)(bu)约为(wei)1400+,950+,700+。

异(yi)步电机空载(zai)时(shi)转(zhuan)速(su)高(gao)，有负载(zai)时(shi)转(zhuan)速(su)下降。

异步(bu)电动机结构简单，维(wei)护方便，运行(xing)可靠(kao)价(jia)格便宜，得到广(guang)泛应(ying)用。

三相交流(liu)电(dian)机——同(tong)步电(dian)机

同步电机(ji)：

如果让转子速度(du)=定(ding)子磁(ci)(ci)场(chang)旋(xuan)转速度(du)，就(jiu)成为了同(tong)(tong)步电(dian)机，此时就(jiu)需要把定(ding)子变(bian)成一个电(dian)磁(ci)(ci)铁或永磁(ci)(ci)铁，即给定(ding)子通电(dian)，此时不(bu)需要再切(qie)割(ge)磁(ci)(ci)感线就(jiu)能旋(xuan)转，旋(xuan)转速度(du)与磁(ci)(ci)场(chang)旋(xuan)转速度(du)相同(tong)(tong)，即形成同(tong)(tong)步电(dian)机。      

同步(bu)电(dian)机(ji)(ji)转子结(jie)构(gou)比异(yi)步(bu)电(dian)机(ji)(ji)复杂(za)，价格高，在生(sheng)产生(sheng)活中应用(yong)不如异(yi)步(bu)电(dian)机(ji)(ji)广泛，主要用(yong)作发电(dian)机(ji)(ji)上，现在火电(dian)站(zhan)，水电(dian)站(zhan)、汽轮机(ji)(ji)、水轮机(ji)(ji)基本都是同步(bu)电(dian)机(ji)(ji)。

三(san)相(xiang)交流电(dian)机(ji)——异步(bu)电(dian)机(ji)的(de)调速

异步(bu)电(dian)机的调(diao)速(su)：理论上异步(bu)电(dian)动机控制交(jiao)流电(dian)频率、电(dian)压、或者(zhe)转子的电(dian)阻、电(dian)机的磁(ci)极分布都可(ke)以调(diao)速(su)，但是实(shi)(shi)际上实(shi)(shi)现(xian)(xian)无极调(diao)速(su)用调(diao)节频率和电(dian)压的方法实(shi)(shi)现(xian)(xian)。

由于调(diao)压调(diao)速范(fan)围不(bu)大，一(yi)般只能用(yong)在调(diao)速要求(qiu)不(bu)高的场(chang)合(he)，应用(yong)并(bing)不(bu)广泛(fan)。      

 变频(pin)调速：说到变频(pin)，大(da)家可能都听说过。

变(bian)频调速(su)的(de)全(quan)称是变(bian)压变(bian)频调速(su)（VVVF），也(ye)就是在改(gai)变(bian)频率的(de)时候改(gai)变(bian)电压，这样异步电动机的(de)调速(su)范(fan)围就足(zu)够(gou)大了。

变频(pin)器可以分为两个(ge)大类：交交变频(pin)和(he)交直交变频(pin)。

交(jiao)-交(jiao)变(bian)频(pin)：将交(jiao)流电(dian)直接通过电(dian)力电(dian)子器件变(bian)换为另(ling)一个频(pin)率(lv)(lv)的交(jiao)流电(dian)，最高(gao)输出频(pin)率(lv)(lv)不能超过输入频(pin)率(lv)(lv)的一半，所以一般只用在低(di)转速、大容量的系统(tong)中，可以省去(qu)庞大的齿轮(lun)减速箱(xiang)。

交(jiao)(jiao)-直(zhi)(zhi)-交(jiao)(jiao)变(bian)频器将交(jiao)(jiao)流电先整(zheng)流变(bian)成直(zhi)(zhi)流，再通(tong)过逆(ni)变(bian)器变(bian)成可控频率和电压的交(jiao)(jiao)流，配合PWM技术，这种(zhong)变(bian)频器可以实现(xian)大(da)范围的变(bian)压变(bian)频。

对于电动汽(qi)车来(lai)讲，异步电动机(ji)皮实耐用(yong)，过载能力强，控制算法又如此(ci)成(cheng)熟，完全可以拿来(lai)用(yong)。

三(san)相交流电机(ji)——同步电机(ji)的调速

同(tong)步电机(ji)的(de)(de)(de)调速(su)：同(tong)步机(ji)没有转差率，在结构(gou)确(que)定的(de)(de)(de)情况下，控(kong)制电压不能(neng)改变转速(su)，所以在变频器出现之(zhi)前，同(tong)步电动机(ji)是完全不能(neng)调速(su)的(de)(de)(de)。

变频(pin)器的出(chu)现让交流同步电动(dong)机(ji)也有了巨大(da)的调速范围(wei)，因其(qi)转子也有独立励磁（永磁体或者电励磁），其(qi)调速范围(wei)要比异步电动(dong)机(ji)更宽，同步电动(dong)机(ji)焕发(fa)了新(xin)的生机(ji)。       

同(tong)步电动机变压变频(pin)(pin)调速系统可以分为他控变频(pin)(pin)调速和(he)自(zi)控变频(pin)(pin)调速。

对于(yu)他控(kong)变频(pin)调(diao)速，和异步(bu)电(dian)动机的(de)变频(pin)调(diao)速类似，也可(ke)以根据(ju)其(qi)数学模型采用(yong)SVPWM等控(kong)制方式来实现控(kong)制，其(qi)性能还要优(you)于(yu)普通交流异步(bu)电(dian)动机。

自控变(bian)频(pin)同(tong)步(bu)(bu)电(dian)(dian)动机(ji)(ji)在发展过程中曾经有多种名字，比(bi)如无(wu)换向器电(dian)(dian)机(ji)(ji)；当采(cai)用(yong)永(yong)(yong)(yong)磁(ci)体且输入(ru)(ru)三相正(zheng)弦波时，可(ke)以称(cheng)为正(zheng)弦波永(yong)(yong)(yong)磁(ci)同(tong)步(bu)(bu)电(dian)(dian)动机(ji)(ji)；而(er)如果输入(ru)(ru)方波，那么就(jiu)可(ke)以称(cheng)为梯形波永(yong)(yong)(yong)磁(ci)同(tong)步(bu)(bu)电(dian)(dian)动机(ji)(ji)，没错，这就(jiu)是类(lei)似于(yu)之前说的的无(wu)刷直(zhi)流机(ji)(ji)（BLDM），大(da)家是不(bu)是感觉饶了(le)(le)(le)个(ge)大(da)圈有转回(hui)去了(le)(le)(le)，但(dan)是你现在对于(yu)变(bian)频(pin)变(bian)速的理解一定(ding)更深一步(bu)(bu)了(le)(le)(le)，所以无(wu)刷直(zhi)流电(dian)(dian)机(ji)(ji)时采(cai)用(yong)直(zhi)流输入(ru)(ru)，但(dan)是使用(yong)了(le)(le)(le)同(tong)步(bu)(bu)电(dian)(dian)机(ji)(ji)的变(bian)频(pin)技术（结(jie)构与永(yong)(yong)(yong)磁(ci)同(tong)步(bu)(bu)电(dian)(dian)机(ji)(ji)相同(tong)），在Model3上就(jiu)采(cai)用(yong)了(le)(le)(le)直(zhi)流无(wu)刷电(dian)(dian)机(ji)(ji)。

单相(xiang)交流异步电机——单相(xiang)交流串励(li)电机（有刷）

单相交(jiao)流串(chuan)励电(dian)(dian)动机(ji)，俗称串(chuan)励电(dian)(dian)机(ji)或通用电(dian)(dian)机(ji)(UniversalMotor国外叫法(fa)，因交(jiao)直流通用而得名)，电(dian)(dian)枢绕组和励磁绕组串(chuan)联(lian)在一起工作。

单相串励电(dian)动机又叫做交直(zhi)流(liu)两(liang)用串励电(dian)动机，它既可(ke)以(yi)(yi)使(shi)用交流(liu)电(dian)源工(gong)作，也(ye)可(ke)以(yi)(yi)使(shi)用直(zhi)流(liu)电(dian)源工(gong)作。

单相(xiang)串励电动机的优点是由于(yu)它转速(su)高、起动力(li)矩大、体积小(xiao)、重量轻、不容(rong)易(yi)堵转、适用(yong)电压(ya)范围很广，可以用(yong)调压(ya)的方法来调速(su)，简单且(qie)易(yi)于(yu)实(shi)现(xian)。

因(yin)而(er)在(zai)电(dian)动工具中得(de)到广泛的(de)应用(yong)，如(ru)角磨(mo)机、手电(dian)钻等。

单相(xiang)串(chuan)励电机(ji)的结(jie)构(gou)同(tong)直流串(chuan)励电机(ji)十(shi)分相(xiang)似(si)，主要的区别在(zai)于单相(xiang)串(chuan)励电机(ji)的定子铁心必须由(you)硅钢片叠(die)(die)压而成，而直流的磁极既可以(yi)由(you)叠(die)(die)压而成，又可以(yi)做成整体结(jie)构(gou)。

单相串(chuan)励电机的(de)调(diao)速，大多数采用调(diao)节电压的(de)方法，就是改变(bian)电动势。

单相串(chuan)励电(dian)机的电(dian)压(ya)调(diao)速方(fang)法(fa)采用的可控移(yi)相调(diao)压(ya)，利用可控硅的触发(fa)电(dian)压(ya)滞(zhi)后于(yu)输入电(dian)压(ya)实现对输入电(dian)压(ya)的移(yi)相触发(fa)。

在实现(xian)方(fang)法上(shang)有(you)硬件和(he)软件方(fang)式。

采用调节(jie)电压方法，采用可控硅(gui)调速(su)技术，具有(you)线路(lu)简单，元件体积小(xiao)等(deng)特点，是一种可控硅(gui)简单有(you)效的(de)方法。

(a)交流电流变化(hua)曲线;

(b)电流为正半波时，转(zhuan)子的旋转(zhuan)方向  

(c)电流为(wei)负半(ban)波时，转子的旋转方向

单(dan)相交流异步电机——单(dan)相交流鼠笼式电机（无(wu)刷(shua)）

单相电(dian)流通(tong)过(guo)电(dian)枢绕组时产生的是脉(mai)振磁(ci)场(chang)而不是旋转磁(ci)场(chang)，所以单相异步电(dian)动(dong)机不能自(zi)起(qi)动(dong)。

为了解决起(qi)动问题，单相交(jiao)流(liu)供电的(de)异步电动机实际上往往做成两相的(de)。

主(zhu)绕(rao)组由(you)单相电源直(zhi)接(jie)供电；副(fu)绕(rao)组在空间上与主(zhu)绕(rao)组差90°(电角(jiao)度(du)，等于(yu)机械(xie)角(jiao)度(du)被(bei)电动机磁极对(dui)数除)。

副绕组串联电容或(huo)电阻后再接到(dao)单相交流(liu)(liu)电源，使其中(zhong)通过的(de)电流(liu)(liu)和主绕组中(zhong)的(de)电流(liu)(liu)有一(yi)定的(de)相位差。

使合成磁场成椭圆形(xing)旋转磁场，甚(shen)至可能接近于圆形(xing)旋转磁场。

电动(dong)机因(yin)此获得起动(dong)转矩。

利用电阻分相(xiang)方法的(de)电动机价格(ge)低廉，例如(ru)副绕组用较细的(de)导线绕制即可，但分相(xiang)效(xiao)果较差，且(qie)电阻上要消(xiao)耗能量(liang)。

这种电动(dong)(dong)机在起动(dong)(dong)并达(da)到一(yi)定(ding)转速后，通常由(you)装在电动(dong)(dong)机轴上的离心式开关将副(fu)绕(rao)组自(zi)动(dong)(dong)切(qie)除，以减(jian)少电阻上的损耗、提高运行效率(lv)。

一般用于起动转(zhuan)矩要求不高(gao)的场合(he)，如小(xiao)(xiao)型车床(chuang)、小(xiao)(xiao)型电冰箱(xiang)等，缺点(dian)是不能调(diao)速速。

利用电容分(fen)相，效果较好，有可能在电动机某一工作点时，使电机合成磁场接近(jin)于圆形旋转磁场，从(cong)而获得(de)较好的工作特性。

为(wei)使分相异步电(dian)动机获得较好的(de)起动性(xing)能或(huo)较好的(de)运行特性(xing)或(huo)两者兼(jian)有，其所需的(de)电(dian)容（量值）是(shi)不同的(de)，可(ke)分为(wei)三种

步进电(dian)机——开环步进电(dian)机

（开(kai)环）步进(jin)电机是将电脉冲信号(hao)转变(bian)为角位移的开(kai)环控制电机，应用(yong)极为广泛(fan)。

在非超载的(de)情况下(xia)，电机(ji)的(de)转速和停止(zhi)的(de)位置只取(qu)决于脉冲(chong)(chong)信号的(de)频率和脉冲(chong)(chong)数(shu)，而(er)不受负载变化(hua)的(de)影响，当步进(jin)驱动(dong)器(qi)接收到一(yi)个(ge)脉冲(chong)(chong)信号，它(ta)(ta)就驱动(dong)步进(jin)电机(ji)转动(dong)一(yi)个(ge)固定的(de)角(jiao)(jiao)度，称为(wei)“步距角(jiao)(jiao)”，它(ta)(ta)的(de)旋转是(shi)以固定的(de)角(jiao)(jiao)度一(yi)步一(yi)步运行(xing)的(de)。

可(ke)以通过(guo)控(kong)制脉(mai)冲个数来(lai)(lai)控(kong)制角位(wei)移量，从而(er)达(da)到准确定位(wei)的(de)目(mu)的(de)；同时可(ke)以通过(guo)控(kong)制脉(mai)冲频率来(lai)(lai)控(kong)制电(dian)机转动的(de)速度和加速度，从而(er)达(da)到调速的(de)目(mu)的(de)。（视频传送门）

步进电(dian)机是一(yi)种感应(ying)电(dian)机，它的工作原(yuan)理是利用电(dian)子电(dian)路，即驱动器(qi)，将(jiang)直流(liu)电(dian)变(bian)成分时供电(dian)的多相时序(xu)控制电(dian)流(liu)。

步进电(dian)(dian)机虽(sui)然(ran)由(you)直流电(dian)(dian)流供电(dian)(dian)，但是(shi)(shi)不能理(li)解为直流电(dian)(dian)机，直流电(dian)(dian)机是(shi)(shi)将(jiang)直流电(dian)(dian)能转换为机械能的(de)(de)动力电(dian)(dian)机，而步进电(dian)(dian)机是(shi)(shi)将(jiang)电(dian)(dian)脉冲信号转变(bian)为角(jiao)位(wei)移的(de)(de)开环控(kong)制电(dian)(dian)机。

步(bu)进(jin)电(dian)机——步(bu)进(jin)伺服对比

注意步(bu)进(jin)电机应用于(yu)低(di)速场合--每分钟转速不超(chao)过1000r/min，最佳工作区(qu)间是150~500r/min，（闭(bi)环步(bu)进(jin)可达1500）。

2相(xiang)步进电机在60~70r/min容易(yi)出现低速共振(zhen)现象，产生振(zhen)动和噪音(yin)，需要(yao)通过改变减速比(bi)、增加细分数(shu)、添加磁(ci)性阻(zu)尼器等方式避免。

细(xi)分(fen)精(jing)度(du)注(zhu)意事项，当(dang)细(xi)分(fen)等(deng)级(ji)大于4后，步(bu)距角的(de)(de)精(jing)度(du)不能(neng)保证(zheng)，精(jing)度(du)要求(qiu)高，换用(yong)相(xiang)数更多（即步(bu)距角更小）的(de)(de)步(bu)进(jin)电机或闭环(huan)步(bu)进(jin)、伺服电机。

（开(kai)环）步进电机与(yu)伺服(fu)电机的(de)7不(bu)同：

A控(kong)制精度(du)——伺(si)服(fu)电机控(kong)制精度(du)可以根(gen)据编码(ma)器设置(zhi)，精度(du)更高；

B低(di)频特性——步进电(dian)机低(di)频容易振动，伺(si)服电(dian)机不会；

C矩频特性——步进电机随转速提高(gao)力矩变小，所(suo)以其最高(gao)工作转速一般在＜1000r/min，伺服电机在额(e)(e)定(ding)转速内(一般3000r/min)内都能输出额(e)(e)定(ding)力矩，在额(e)(e)定(ding)转速以上(shang)为恒功率(lv)输出，最高(gao)转速可达5000 r/min；

D过(guo)(guo)载(zai)能(neng)力——步(bu)进电机(ji)不能(neng)过(guo)(guo)载(zai)，伺服电机(ji)最大力矩可(ke)过(guo)(guo)载(zai)3倍；

E运行性能(neng)——步进电机(ji)为开环控(kong)制，伺(si)服电机(ji)时闭(bi)环控(kong)制；

F速度响(xiang)应——步进电机启动时间(jian)0.15~0.5s，伺服(fu)电机0.05~0.1，最快可(ke)0.01s达到   额定3000r/min；

G效率(lv)(lv)指(zhi)标(biao)——步进电机效率(lv)(lv)约60%，伺服电机约80%；

实际使(shi)用(yong)中会发现：伺服电(dian)机贵，贵出(chu)很多(duo)，所以(yi)同步(bu)电(dian)机应用(yong)更广泛(fan)，特别是在定位精度要(yao)求(qiu)不是很高(gao)的同步(bu)带传动、平(ping)带输送(song)机等场合(he)经常(chang)使(shi)用(yong)步(bu)进(jin)电(dian)机。

步进(jin)电机——闭环(huan)步进(jin)电机

闭环(huan)步进电(dian)机(ji)：除了开环(huan)步进电(dian)机(ji)，还有在(zai)电(dian)机(ji)尾部添(tian)加了编码器，可以实现闭环(huan)控制(zhi)的步进电(dian)机(ji)。

步进电动机的闭(bi)环控制(zhi)是采用位置反馈(kui)和（或）速度(du)反馈(kui)来确定与转(zhuan)子位置相适应的相位转(zhuan)换，可大大改(gai)进步进电动机的性(xing)能。

没(mei)有失步现象的伺服系统。

 闭(bi)环步进电(dian)动(dong)机的优势：

1.高速(su)响应，相对于服电(dian)机，闭环(huan)步进(jin)对定(ding)位指令具有非(fei)常(chang)强(qiang)的(de)跟随性，因此定(ding)位时间(jian)(jian)非(fei)常(chang)短(duan)(duan)。在频(pin)繁(fan)启停的(de)应用(yong)中，可(ke)显著缩短(duan)(duan)定(ding)位时间(jian)(jian)。

2.比普(pu)(pu)通伺服产生更大的扭(niu)矩。弥补(bu)普(pu)(pu)通步进系统失(shi)步、低速(su)振动不足。

3.在100%负载情况下(xia)也可(ke)可(ke)产生高扭(niu)矩，无失步运行，无需像普通步进系统一样考虑扭(niu)矩损失等问(wen)题(ti)。

4.应(ying)用闭环驱动，效(xiao)率可增(zeng)到(dao)7.8倍(bei)，输出功率可增(zeng)到(dao)3.3倍(bei)，速度可增(zeng)到(dao)3.6倍(bei)。

可得到(dao)比开环控制更高的运行速(su)度，更稳定、更光滑的转速(su)。

5.步进电机停止(zhi)时会完全静止(zhi)，无普通伺服的微振动现象。

需要低成本(ben)、高精度定位的(de)场合，可取(qu)代通用伺(si)服系统的(de)应用。

步(bu)进(jin)电机——步(bu)进(jin)闭环伺服(fu)对(dui)比

闭环步(bu)(bu)(bu)进(jin)电(dian)(dian)(dian)机根据(ju)负载大小(xiao)自(zi)动调节绕组电(dian)(dian)(dian)流(liu)大小(xiao)，发热和振动小(xiao)于(yu)开环步(bu)(bu)(bu)进(jin)，有编码(ma)器(qi)反馈所(suo)以精(jing)度高(gao)于(yu)普通步(bu)(bu)(bu)进(jin)电(dian)(dian)(dian)机，电(dian)(dian)(dian)机响应比开环步(bu)(bu)(bu)进(jin)慢比伺服电(dian)(dian)(dian)机快，运行过程(cheng)中(zhong)存在(zai)位置误(wu)差，误(wu)差会在(zai)指令停止后数毫秒逐(zhu)渐降低。

高速力矩比开环步进(jin)大，常(chang)见应(ying)用在0-1500rpm场合。

总结：闭环步(bu)进电机具有低(di)成本(ben)、高(gao)效(xiao)、无抖(dou)动(dong)、无停止微振动(dong)、高(gao)刚性(xing)、无整定、高(gao)速、高(gao)动(dong)态响(xiang)应等(deng)特(te)点(dian)，是替代高(gao)成本(ben)伺服(fu)系(xi)统、低(di)端开(kai)环步(bu)进系(xi)统等(deng)性(xing)价(jia)比最高(gao)的解(jie)决方案

伺服(fu)电机——普(pu)通伺服(fu)电机

伺(si)服电机（servo motor）也(ye)叫执行电机，可(ke)使控(kong)制(zhi)速(su)度，位置精(jing)度非常准(zhun)确，可(ke)以将电压信号转(zhuan)(zhuan)化为转(zhuan)(zhuan)矩和(he)转(zhuan)(zhuan)速(su)以驱动控(kong)制(zhi)对象。

与(yu)步进(jin)电(dian)机(ji)(ji)原理结构不(bu)同(tong)的是(shi)，伺(si)服电(dian)机(ji)(ji)由于把控制(zhi)电(dian)路放到了电(dian)机(ji)(ji)之(zhi)外，里面的电(dian)机(ji)(ji)部(bu)分就(jiu)是(shi)标准的直流(liu)电(dian)机(ji)(ji)或交流(liu)感(gan)应电(dian)机(ji)(ji)。

伺(si)服电机(ji)靠脉(mai)冲来定位，伺(si)服电机(ji)接(jie)收到1个(ge)脉(mai)冲，就会旋转1个(ge)脉(mai)冲对应的(de)角度。

电机(ji)每(mei)旋转(zhuan)(zhuan)一个角度，编码器都会发出对(dui)应数(shu)量的反馈脉(mai)冲(chong)，反馈脉(mai)冲(chong)和伺服驱动(dong)(dong)器接收(shou)的脉(mai)冲(chong)形成闭(bi)环控制，这样伺服驱动(dong)(dong)器就能够(gou)很精(jing)确的控制电机(ji)的转(zhuan)(zhuan)动(dong)(dong)，从而实现(xian)精(jing)确的定位。

伺(si)服电(dian)机的(de)控制：一般工业用的(de)伺(si)服电(dian)机都是三环(huan)控制，即电(dian)流(liu)环(huan)、速度环(huan)、位置(zhi)环(huan)，分(fen)别(bie)能反(fan)馈电(dian)机运行的(de)角(jiao)加速度、角(jiao)速度和旋(xuan)转(zhuan)位置(zhi)。

芯(xin)片通过三者的反馈控制电机各(ge)相的驱动电流，实现电机的速度和位置都准确按照预定运行(xing)。      

交流伺服具备额定转速(su)下力矩恒定的特点，常见200W,400W低中惯量交流伺服额定转速(su)为3000rpm，最高(gao)(gao)转速(su)5000rpm，转速(su)高(gao)(gao)。

力(li)(li)矩与电流(liu)成(cheng)正比(bi)，可以工(gong)作在力(li)(li)矩模(mo)式(shi)，例如锁(suo)螺(luo)丝，压端子等需要恒定力(li)(li)矩的场合(he)。

交流伺服工作(zuo)噪音(yin)振动(dong)极小，发热低。

同体积下(xia)电机(ji)惯(guan)(guan)量转(zhuan)子惯(guan)(guan)量小，400W伺(si)服惯(guan)(guan)量仅相当于57基(ji)座2NM步(bu)进电机(ji)的转(zhuan)子惯(guan)(guan)量。

伺服具备(bei)短时(shi)间过载(zai)能力，选型(xing)时(shi)需考虑(lv)加减(jian)速时(shi)电机过载(zai)倍数(shu)。

伺服采用闭环控制，同闭环步进一样存在位(wei)置跟踪误差。

伺服需要调试才能使用。

步进(jin)(jin)和伺(si)服电机的原始(shi)扭矩不够用的情况下，往往需(xu)要配合减速(su)机进(jin)(jin)行工作，可以使用减速(su)齿轮组(zu)或行星减速(su)器。

舵(duo)机(ji)（servo）国人起的(de)俗称,是一(yi)类直(zhi)流伺服电机(ji)，是用(yong)(yong)于(yu)小型航模，现在用(yong)(yong)于(yu)小型机(ji)器人关节。

从结构来分析(xi)，舵(duo)机包括一个小型直流电机，加(jia)上(shang)传感器、控制芯片(pian)、减速齿轮(lun)组，装进(jin)一体化外壳(qiao)。

能够通过(guo)输(shu)入信号（一(yi)般是PWM信号，也有(you)的是数字信号）控制旋(xuan)转角度。

由(you)于是简(jian)化(hua)版，原本伺(si)服电机的(de)三环控制被简(jian)化(hua)成了(le)一环，即只(zhi)检(jian)测位置环。

廉价的方案(an)就是(shi)一个电位(wei)器(qi)(qi)，通过电阻来检测，高级的方案(an)则会用到霍尔(er)传(chuan)感(gan)器(qi)(qi)，或者光栅编(bian)码器(qi)(qi)。

一般舵(duo)机价格低廉(lian)、结(jie)构紧凑(cou)，但精度很低，位置镇定能(neng)力较差，能(neng)够满(man)足很多低端需求。

随(sui)着消费级小(xiao)型机(ji)器人在近两年的(de)热潮(chao)，小(xiao)型轻量的(de)舵机(ji)一下子成了合适的(de)关节元件。

但机(ji)器(qi)人(ren)关节对性能的(de)要求远高(gao)于航舵，而(er)作(zuo)为商业产品也比DIY玩家对舵机(ji)质量要求高(gao)得多(duo)。