电机原本品种就多，命名也比较紊乱，怎样了解各种电机之间的差异？下面这些电机，看了是不是有点儿头大，每种都能弄个理解吗？

  比方：沟通异步，永磁同步，沟通感应，磁阻电机，反应式步进，永磁式步进，混合式步进，空心杯，直流有刷，BLDC，PMSM，伺服电机，两相步进，三相步进。

  不过弄不理解也没联系，咱们这篇文章的意图是期望咱们看完后也不要再纠结这些，而是对电机工作的实质有个更深化的了解。

  电机的把戏再多，终究都要归到基本原理，即磁铁的异极相吸，同极相斥。如下图，中心圆形的磁铁和边上方形的磁铁，处于这样的方位时，处于一个不平衡的状况，中心圆形磁铁的 S 极，遭到方形磁铁 N 极的招引，N 极遭到方形磁铁 N 极的排挤，然后逆时针滚动，直到 S 极和 N 极挨近后停止。

  假如咱们把方形磁铁沿虚线平转一圈，那么圆形磁铁也会跟着转一圈。电机的要害，便是怎么发生两个相互招引的部分，在招引力的效果下发生滚动，滚动的部分咱们称之为转子，转子靠招引滚动后会到达平衡，假如想要转子接连滚动，就需要在一个新方位对它发生招引。

  还有别的一种电机，不是靠磁极之间的招引，而是凭仗另一个特性，即磁力线总是经过磁阻最小的途径。就像电流总是寻觅最小的电阻通路。如下图右侧所示，转子长轴与磁力线在一个方向上，在这种状况下磁力线所受磁阻最小。假如像左图中的姿态，转子滚动一个视点，磁力线的途径将会变长，磁阻变大了。这时磁力线会对转子发生扭矩，推进它回到本来磁阻最小的方位。

  电机不滚动的部分叫定子，滚动的部分叫转子。转子在内，定子在外的叫内转子，也能够反过来转子在外部，中心部分做定子。定子和转子的磁场都能够由电流经过励磁线圈发生，也能够一个由电流发生，另一个用永磁体。

  咱们再聊一下同步和异步。使用前史比较长的一种电机是沟通感应电动机。三相沟通电在这种电机的定子中励磁，组成的磁场是一个以沟通电频率改变的旋转磁场，在停止状况下的鼠笼转子开端切开磁力线而构成电流，电流反过来发生磁场，与定子磁场相互效果而开端滚动。可是转子的速度总会落后于定子中磁场的旋转速度，由于一旦两者速度相同，定子就不再切开磁力线，也就失去了动力。转子和定子总存在必定速度差，不是同步滚动，所以称作异步电动机。

  假如转子用永磁体，或用励磁电流发生磁场，那么它能够跟从定子磁场的旋转一同滚动，称为同步电机。现在使用较多的永磁同步电机 PMSM(Permanent Magnet Synchronous Motor)即为一种同步电机。留意这儿同步不是指转子的转速和定子磁场旋转速度同步，由于转子转速和它有几对磁极有联系。假如是一对磁极，那么转子的转速与定子磁场旋转速度持平。假如定子有两对磁极，那么它的转速是定子磁场旋转速度的一半。

  在嵌入式范畴，用的大多数都是直流电机。咱们拆解一些常用的来点直观的感触。

  直流有刷电机，Brushed DC Motor。定子是永磁铁，转子是线圈，通电后线圈在磁场效果下滚动，当转过必定视点后，通电的电极发生切换，转子在新的通电线圈效果力下持续滚动。它的操控十分简略，通上直流电就转，通电极性交换后，滚动方向也回转，转速随电压巨细改变。

  鄙人图中咱们会看到一个叫碳刷的东西，它一端接在电源正负极，另一端压在换向器上。换向器跟着转子滚动，完结通电线圈的切换。碳刷的缺陷便是会发生噪声，火花，有磨损，寿命短。所以现在的趋势是用电子换相替代这种机械换相，也便是无刷电机 BLDC(Brushless DC Motor)。

  再看一个电极数比较多的直流电机，这是咱们在另一篇讲豆浆机的原理的文章中提到过的电机，尽管豆浆机是 220 沟通供电，但里边用的这个电机却是直流电机。220V 沟通经过整流后变为直流电，直接经过碳刷加到电机的线圈上，它的电极数多，所以扭矩也大。

  空心杯电机，它归于直流有刷电机。它的转子没有铁芯，所以滚动惯量小，呼应快。它的体积能够做的很小，广泛用于飞行器，调焦，仪器仪表等。下图是个 716 空心杯，即直径 7mm，长度 16mm。

  步进电机，下图为一个两相混合步进电机。能够看到一共有 8 个绕组，分为 A，B 两相，1 3 5 7 为一相，2 4 6 8 为一相。定子和转子上均匀分布这许多小齿，他便是靠 A B 相通电时，定子和转子上不同极性的小齿交织对齐，驱动转子滚动。它的操控也很简略，A B 相替换通电脉冲，就能够一步一步驱动转子滚动，步进角为 1.8°。

  一般咱们约定俗成，把用霍尔传感器测定转子方位，反电动势为梯形波，用六步换相操控的电机叫直流无刷。把用编码器测转子方位，反电动势为正弦波，用矢量操控(FOC)的电机叫永磁同步。其实许多 BLDC 的反电动势也不是规范的方波，而是挨近正弦波，也能够用矢量操控。相同的，永磁同步也能够用六步换相操控。并且永磁同步也是用直流供电，必定也是无刷的。

  选用矢量操控的永磁同步电机转矩脉动很小，滚动平稳，在低速下也能输出大力矩。而直流无刷电机操控简略，本钱更低。下图为一个带有磁编码器的永磁同步电机。更高端一些的电机大多选用光电编码器，能够以更高的精度输出转子的方位，然后操控器能够更准确的操控转子的滚动。

  伺服(Servo)电机，其实很难说哪种电机是或不是伺服电机。伺服自身是指一种体系，它能够依据输入，准确快速地操控转子的方位，转速等。下面这种电机，带光电编码盘，并且集成了电机的驱动操控器，从外面只需经过给脉冲电平信号就能操控它的运转。