一、同步电机与异步电机区别：（均属交流电机）

结构：同步电机和异步电机的定子绕组是相同的，主要区别在于转子的结构。同步电机的转子上有直流励磁绕组，所以需要外加励磁电源，通过滑环引入电流；而异步电机的转子是短路的绕组，靠电磁感应产生电流（又称感应电机）。相比之下，同步电机较复杂，造价高。
应用：同步电机大多用在大型发电机的场合。而异步电机则几乎全用在电动机场合。同步电机效率较异步电机稍高，在2000KW以上的电动机选型时，一般要考虑是否选用同步电机。

二、单相异步电动机与三相异步电动机：

单项电动机：当单相正弦电流通过定子绕组时，电机就会产生一个交变磁场，这个磁场的强弱和方向随时间作正弦规律变化，但在空间方位上是固定的，所以又称这个磁场是交变脉动磁场。这个交变脉动磁场可分解为两个以相同转速、旋转方向互为相反的旋转磁场，当转子静止时，这两个旋转磁场在转子中产生两个大小相等、方向相反的转矩，使得合成转矩为零，所以电机无法旋转。当我们用外力使电动机向某一方向旋转时（如顺时针方向旋转），这时转子与顺时针旋转方向的旋转磁场间的切割磁力线运动变小；转子与逆时针旋转方向的旋转磁场间的切割磁力线运动变大。这样平衡就打破了，转子所产生的总的电磁转矩将不再是零，转子将顺着推动方向旋转起来。通常根据电动机的起动和运行方式的特点，将单相异步电动机分为单相电阻起动异步电动机、单相电容起动异步电动机、单相电容运转异步电动机、单相电容起动和运转异步电动机、单相罩极式异步电动机五种。
区别：三相异步电动机采用380V三相供电，单相电机是用220V的电源，而且都是小功率的，最大只有2.2KW 。相比于同转速同功率的三相电机，单项电机的效率低、功率因数低、运行平稳性差、且体积大，成本高，但由于单相电源方便，且调速方便，因此广泛用于电动工具、医疗器械、家用电器等。

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三、无刷直流电机

1、无刷直流电机：

无刷直流电机是永磁式同步电机的一种，而并不是真正的直流电机。无刷直流电机不使用机械的电刷装置，采用方波自控式永磁同步电机，以霍尔传感器取代碳刷换向器，以钕铁硼作为转子的永磁材料，性能上相较一般的传统直流电机有很大优势，是当今最理想的调速电机。直流无刷电机由电动机主体和驱动器组成，在电动机内装有位置传感器检测电动机转子的极性，驱动器由功率电子器件和集成电路等构成，其功能是：接受电动机的启动、停止、制动信号，以控制电动机的启动、停止和制动；接受位置传感器信号和正反转信号，用来控制逆变桥各功率管的通断，产生连续转矩；接受速度指令和速度反馈信号，用来控制和调整转速；提供保护和显示等等。

特点：
a、全面替代直流电机调速、变频器+变频电机调速、异步电机+减速机调速； 
b、具有传统直流电机的所有优点，同时又取消了碳刷、滑环结构； 
c、可以低速大功率运行，可以省去减速机直接驱动大的负载； 
d、体积小、重量轻、出力大； 
e、转矩特性优异，中、低速转矩性能好，启动转矩大，启动电流小； 
f、无级调速，调速范围广，过载能力强； 
g、软启软停、制动特性好，可省去原有的机械制动或电磁制动装置； 
h、效率高，电机本身没有励磁损耗和碳刷损耗，消除了多级减速耗，综合节电率可达20%~60%，仅节电一项一年收回购置成本； 
i、可靠性高，稳定性好，适应性强，维修与保养简单； 
j、耐颠簸震动，噪音低，震动小，运转平滑，寿命长； 
k、没有无线电干扰，不产生火花，特别适合爆炸性场所，有防爆型； 
L、根据需要可选梯形波磁场电机和正旋波磁场电机。

2、无刷直流电机与有刷直流电机
直流无刷电机和直流电机是2个概念。虽然直流无刷电机名字带直流，实际上是不是直流电机。从分类上来看，直流电机是一类，而直流无刷电机则属于同步电机。

（1）无刷电机的优点:

a、无电刷、低干扰：没有了有刷电机运转时产生的电火花，极大减少了电火花对遥控无线电设备的干扰。
b、噪音低，运转顺畅 ：没有了电刷，运转时摩擦力大大减小，运行顺畅，发热量低，效率高，噪音低，对于模型运行稳定性是一个巨大的支持。
c、寿命长，低维护成本：无刷电机的磨损主要是在轴承上，从机械角度看，无刷电机几乎是一种免维护的电动机了，必要的时候，只需做一些除尘维护即可。
d、但有刷电机低速扭力性能优异、转矩大等性能特点是无刷电机不可替代的。

（2）从趋势上论，无刷减速电机可能取代有刷减速电机

a、适用范围： 无刷电机通常被使用在控制要求比较高，转速比较高的设备上，如航模，精密仪器仪表等对电机转速控制严格，转速达到很高的设备；通常动力设备使用的都是有刷电机，如吹风机，工厂的电动机，家用的抽油烟机等；
b、使用寿命：无刷电机通常使用寿命在几万小时这个数量级，主要取决于轴承的不同；通常有刷电机的连续工作寿命在几百到1千多个小时，到达使用极限就需要更换碳刷；
c、使用效果：无刷电机通常是数字变频控制，可控性强，从每分钟几转，到每分钟几万转都可以很容易实现。碳刷电机启动以后工作转速恒定，调速不是很容易，串激电机也能达到20000转/秒，但是使用寿命会比较短。
d、节能环保方面：相对而言，无刷电机采用变频技术控制的会比串激电机节能很多，最典型的就是变频空调和冰箱。
e、维修方面：碳刷电机需要更换碳刷，而无刷电机，使用寿命很长，日常维护基本不需要。 
f、噪音方面 ：与是否是有刷电机无关，主要是看轴承和点击内部组件的配合情况。

3、无刷直流电机与交流电机

无刷直流电机，定子是旋转磁场，拖着转子磁场转动；
交流同步电机，也是定子旋转磁场拖着转子磁场转动；
它们的不同是，旋转磁场旋转的原因不同：（1）交流同步电机，定子磁场转动的原因是彼此落后120度的三相对称交流电，定子磁场的转动是交流电的变化快慢；（2）直流电机，是直流电源不变的恒定电压，与线圈连接实际位置的改变形成的，而且与线圈连接实际位置的改变是转子转动的快慢；这样，它们的调速方法就不同：（1）交流同步电机，定子磁场转动的原因是彼此落后120度的三相对称交流电，定子磁场的转动是交流电的变化快慢；只要改变交流电变化的快慢，就能改变电机的转速，即变频调速；（2）直流电机，是直流电源不变的恒定电压，与线圈连接实际位置的改变形成的，而且与线圈连接实际位置的改变只与转子转动的快慢相关；只要改变转子的转速就可以调速，而转子的转速与电压成正比，改变电压就可改变转速，即调压调速；

直流调速不改变电机的负载性质，而交流调速改变了负载的性质；交流调速（变频），频率不同时，交流电机的感抗大小不同，负载性质随之改变，是一个极不稳定的系统，很难实现精细调速。直流调速（变压），电压不同时，直流电机的电阻大小不变，负载性质不变，是一个非常稳定的系统，很容易实现精细调速，几个毫伏的电压速度都可以分辨。

由于无刷直流电动机的励磁来源于永磁体，没有激磁损耗的问题,由于转子中无交变磁通，其转子上既无铜耗又无铁耗，综合效率比同容量异步电动机高出10~20%左右(依据功率大小而定)。 无刷直流电动机具有高效率、高转矩、高精度的三高特性,非常适合使用在24小时连续运转的机械,同时具有体积小,重量轻,可作成各种体积形状,产品性能超越传统直流电机的所有优点,是当今最理想的调速电机。

比较：直流电机具有优良的启动特性和调速特性，但造价较高；交流电机造价低，电源方便，但启动特性和调速特性稍差；

4、无刷直流电机与交流伺服电机

直流无刷电机：无刷直流电机感应反电动势也是梯形波的。无刷直流电机的控制需要位置信息反馈，必须有位置传感器或是采用无位置传感器估计技术，构成自控式的调速系统。控制时各相电流也尽量控制成方波，逆变器输出电压按照有刷直流电机PWM的方法进行控制即可。本质上，无刷直流电机也是一种永磁同步电动机，调速实际也属于变压变频调速范畴。 
交流伺服电机：通常说的交流永磁同步伺服电机具有定子三相分布绕组和永磁转子，感应电动势波形为正弦，外加的定子电压和电流也应为正弦波，一般靠交流变压变频器提供。永磁同步电机控制系统常采用自控式，也需要位置反馈信息，可以采用矢量控制（磁场定向控制）或直接转矩控制的先进控制方式。
区别：方波和正弦波控制导致的设计理念不同。最后明确一个概念，无刷直流电机的所谓“直流变频”实质上是通过逆变器进行的交流变频，从电机理论上讲，无刷直流电机与交流永磁同步伺服电机相似，应该归类为交流永磁同步伺服电机；但习惯上被归类为直流电机，因为从其控制和驱动电源以及控制对象的角度看，称之为“无刷直流电机”也算是合适的。

四、电机调速

1、直流电机调速：
转子电路串联电阻（短时调速）、转子电路电压（广泛应用,调节范围0—基速）、改变磁通（只能提高转速，基速以上，恒功率调速）
（1）电压调速：可控电源调速、PWM（脉宽调制）调速（广泛应用）
与老式的可控直流电源调速系统相比，PWM调速系统有以下优点： 
a、采用全控型器件的PWM调速系统，其脉宽调制电路的开关频率高，因此系统的频带宽，响应速度快，动态抗扰能力强。 
b、由于开关频率高，仅靠电动机电枢电感的滤波作用就可以获得脉动很小的直流电流，电枢电流容易连续，系统的低速性能好，稳速精度高，调速范围宽，同时电动机的损耗和发热都较小。 
c、PWM系统中，主电路的电力电子器件工作在开关状态，损耗小，装置效率高，而且对交流电网的影响小，没有晶闸管整流器对电网的“污染”，功率因数高，效率高。
 d、主电路所需的功率元件少，线路简单，控制方便。 
目前，受到器件容量的限制，PWM直流调速系统只用于中、小功率的系统。国内的超大功率调速还要依靠可控硅实现可控整流来实现直流电机的调压调速

2、交流电机调速：

（1）三相异步电动机：

a、变极对数调速方法：改变定子绕组的接线方式来改变笼型电动机定子极对数达到调速目的。特点：具有较硬的机械特性，稳定性良好；无转差损耗，效率高；接线简单、控制方便、价格低；有级调速，级差较大，不能获得平滑调速；可以与调压调速、电磁转差离合器配合使用，获得较高效率的平滑调速特性。本方法适用于不需要无级调速的生产机械，如金属切削机床、升降机、起重设备、风机、水泵等。

b、变频调速：改变电动机定子电源的频率，从而改变其同步转速的调速方法。变频调速系统主要设备是提供变频电源的变频器，变频器可分成交流－直流－交流变频器和交流－交流变频器两大类，目前国内大都使用交－直－交变频器。其特点： 效率高，调速过程中没有附加损耗； 应用范围广，可用于笼型异步电动机； 调速范围大，特性硬，精度高； 技术复杂，造价高，维护检修困难。 本方法适用于要求精度高、调速性能较好场合。

c、串级调速：绕线式电动机转子回路中串入可调节的附加电势来改变电动机的转差，达到调速的目的。根据转差功率吸收利用方式，串级调速可分为电机串级调速、机械串级调速及晶闸管串级调速形式，多采用晶闸管串级调速，其特点为：可将调速过程中的转差损耗回馈到电网或生产机械上，效率较高；装置容量与调速范围成正比，投资省，适用于调速范围在额定转速70％－90％的生产机械上；调速装置故障时可以切换至全速运行，避免停产；晶闸管串级调速功率因数偏低，谐波影响较大。本方法适合于风机、水泵及轧钢机、矿井提升机、挤压机上使用。

d、串入附加电阻：绕线式异步电动机转子串入附加电阻，使电动机的转差率加大，电动机在较低的转速下运行。串入的电阻越大，电动机的转速越低。此方法设备简单，控制方便，但转差功率以发热的形式消耗在电阻上。属有级调速，机械特性较软。

e、定子调压调速：由于电动机的转矩与电压平方成正比，因此最大转矩下降很多，为了扩大调速范围，调压调速应采用转子电阻值大的笼型电动机，如专供调压调速用的力矩电动机，或者在绕线式电动机上串联频敏电阻。为了扩大稳定运行范围，当调速在2：1以上的场合应采用反馈控制以达到自动调节转速目的。调压调速的主要装置是一个能提供电压变化的电源，目前常用的调压方式有串联饱和电抗器、自耦变压器以及晶闸管调压等几种。晶闸管调压方式为最佳。调压调速的特点：调压调速线路简单，易实现自动控制；调压过程中转差功率以发热形式消耗在转子电阻中，效率较低。调压调速一般适用于100KW以下的生产机械。

f、电磁调速：特点：装置结构及控制线路简单、运行可靠、维修方便；调速平滑、无级调速；对电网无谐影响；速度失大、效率低。本方法适用于中、小功率，要求平滑动、短时低速运行的生产机械。

g、液力耦合器调速：特点：功率适应范围大，可满足从几十千瓦至数千千瓦不同功率的需要； 结构简单，工作可靠，使用及维修方便，且造价低；尺寸小，能容大；控制调节方便，容易实现自动控制。本方法适用于风机、水泵的调速。

五、电机启动
1、直流电机启动
（1）启动方法

直接合闸起动：直接合闸起动就是将电动机直接接入到额定电压的电源上启动。由于直流电机电枢回路电阻和电感都较小，而转动体具有一定的机械惯性，起动的开始阶段电流很大，最大可达额定电流的15～20倍。因为电动机启动电流很大，所以启动转矩大，电动机启动迅速，但这一电流会使电网受到扰动、机组受到机械冲击、换向器发生火花。它只适用于功率不大于4千瓦小型电动机，如家用电器中的直流电机。

串电阻起动：在启动时将一组启动电阻RP串人电枢回路，以限制启动电流，而当转数上升到额定转数后，再把启动变阻器从电枢回路中切除。启动电流小，但是变阻器比较笨重，启动过程中要消耗很多的能量。

降电压起动：在启动时通过暂时降低电动机供电电压的办法来限制启动电流，需要有一套可变电压的直流电源，这种方法只适合于大功率直流电机。

（2）启动转矩
直流电机的起动转矩由你自己设定，假如全压直接起动，可以达到额定转矩的20多倍，这样将使机械损毁，所以必须加入启动电阻以减少起动电流，从而减少起动转矩，一般加入的启动电阻使起动转矩为额定转矩的2-2.5倍左右，这样电机及机械可以承受，启动过程也能加快

2、交流电机启动
（1）启动方法
全压启动：在电网容量和负载两方面都允许全压直接起动的情况下，可以考虑采用全压直接起动。优点是操纵控制方便，维护简单，而且比较经济。主要用于小功率电动机的起动，从节约电能的角度考虑，大于11kw的电动机不宜用此方法。

自耦减压起动：利用自耦变压器的多抽头减压，既能适应不同负载起动的需要，又能得到更大的起动转矩，是一种经常被用来起动较大容量电动机的减压起动方式。它的最大优点是起动转矩较大，当其绕组抽头在80%处时，起动转矩可达直接起动时的64%。并且可以通过抽头调节起动转矩。至今仍被广泛应用。

Y-Δ起动：正常运行的定子绕组为三角形接法的鼠笼式异步电动机，在起动时将定子绕组接成星形，待起动完毕后再接成三角形，降低起动电流，减轻对电网的冲击。起动电流只是原来按三角形接法直接起动时的1/3，起动转矩也降为原来按三角形接法直接起动时的1/3。适用于无载或者轻载起动的场合。同任何别的减压起动器相比较，其结构最简单，价格也最便宜。除此之外，当负载较轻时，可以让电动机在星形接法下运行，这样能使电动机的效率有所提高，并节约了电力消耗。

软起动器：利用可控硅的移相调压原理来实现电动机的调压起动，起动效果好但成本较高。可控硅工作时谐波干扰较大，对电网有一定的影响。另外电网的波动也会影响可控硅元件的导通，特别是同一电网中有多台可控硅设备时。因此可控硅元件的故障率较高，因为涉及到电力电子技术，因此对维护技术人员的要求也较高。

变频器：因为涉及到电力电子技术，微机技术，因此成本高，对维护技术人员的要求也高，因此主要用在需要调速并且对速度控制要求高的领域。

总之，星三角起动，自藕减压起动因其成本低，维护相对软起动和变频控制容易，目前在实际运用中还占有很大的比重。但因其采用分立电气元件组装，控制线路接点较多，在其运行中，故障率相对比较高。

（2）启动转矩
启动转矩表征了电动机的启动能力，启动转矩大于额定转矩，一般电机样板上标有两者的关系（倍数），一般2倍左右，它与启动方式有关（如星三角起动，变频调速起动等），直接起动鼠笼式一般为额定力矩的0.8到2.2倍。通常起动转矩为额定转矩的125%以上。与之对应的电流称为起动电流，通常该电流为额定电流的6倍左右。一般自耦变压器的抽头有65%和80%两组，需要较大启动转矩时接80%，否则接65%；

文章 上...