电机的分类介绍

Word电机的分类介绍1.（电机）的分类介绍

1.1.电机的简介

电机是一种可以在电能和（机械）能的之间相互转换的设备，其中发电机是将机械能转换为电能，电动机是将电能转换为机械能。发电机的主要用于产生电能，用途单一，但是电动机主要用于产生机械能，用途极其广泛。

1.2.电机的分类

电机种类多种多样，自然分类也是多种多样的，可以按照工作（电源）种类划分、按照结构和（工作原理）划分、按照启动与运行方式划分、按照用途划分、按照运转速度划分等等。可以说是分类五花八门，但是在实际应用中，（工程师）会根据电机的特性来分，例如：对速度要求高的会选择直流电机，对精度要求高的会选择（步进电机）等等；接下来我们将会从众多类型中的电机中选择几个具有代表性、普遍性的常用电机。

1.2.1.直流电机

在直流电机中还分为普通的直流电机、直流减速电机，有刷和无刷，共分为：

直流有刷电机

直流有刷减速电机

（直流无刷电机）

直流无刷减速电机

这四种电机。从字面意思上就可以想象的到，普通的直流电机和直流减速电机相差的只有“减速”，它们在构造上相差的是一个减速齿轮组。普通的直流电机当空载时，电机的转速由电压决定;直流减速电机的转速由齿轮组和电压决定；齿轮组的作用是，提供较低的转速，较大的力矩；同时不同的减速比会提供不同的转速和力矩。这样就大大提高了减速电机的使用率。

图1-1减速电机齿轮箱(图片来自（网络）)

接下来就是有刷与无刷的区别：有刷和无刷的字面意思是有无碳刷；有刷电机电机工作时需要线圈和换向器旋转，磁钢和碳刷不转，线圈（电流）方向的交替变化是随电机转动的换相器和电刷来完成的。无刷直流电动机是采用（半导体）开关器件来实现（电子）换向的，使用电子开关器件代替传统的接触式换向器和电刷。

图1-2左侧为有刷电机、右侧为（无刷电机）(图片来自网络)

1.2.2.步进电机

步进电机是一种可以将脉冲（信号）转换为角位移或线位移的开环控制电机，在空载低频的情况下，一个脉冲就是一步，可以精准的控制旋转角度;步进电机按照构造方式分类，分为三类分别是反应式、永磁式和混合式。

构造方式特性说明反应式结构简单、成本低、步距角小，可达1.2°、但动态性能差、效率低、发热大，可靠性难保证。永磁式其特点是动态性能好、输出力矩大，但这种电机精度差，步矩角大（一般为7.5°或15°）。混合式其特点是输出力矩大、动态性能好，步距角小，但结构复杂、成本相对较高。

按照定子上绕组可分为二相、三相和五相等系列，但是最受欢迎的是两相混合式步进电机，约占97%上的市场份额，基本上是占据了整个市场；所以后面也会主要针对两相混合式步进电机进行讲解。你一定听过42步进电机，那么“42”指的是什么呢？下面这张图会告诉你“42”到底是什么意思。

图1-342步进电机尺寸图

42步进电机是指步进的尺寸，混合式步进电机一般都是正方形，外框尺寸为42mm*42mm；除42之外还有57步进电机，86步进电机，也都是因外框尺寸而得名的。

1.2.3.（伺服电机）

什么叫伺服电机？伺服电机长什么样子？“伺服”一词是来源于希腊语“奴隶”的意思，那么伺服电机也可以理解为绝对服从控制信号指挥电机，所以伺服电机是指在伺服系统中被控制的电机。如果单指一个电机的话，那只能算一个被控的机械元件，但是加上闭环（控制系统）就可以称之为伺服系统中的电机。

伺服电机分为直流和交流伺服电动机两大类，其主要特点是，当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降。

直流伺服电机特性

机械特性在输入的电枢电压保持不变时，电机的转速随电磁转矩变化而变化的规律

调节特性直流电机在一定的电磁转矩（或负载转矩）下电机的稳态转速随电枢的控制电压变化而变化

动态特性从原来的稳定状态到新的稳定状态，存在一个过渡过程，这就是直流电机的动态特性

交流伺服电机特性

无电刷和换向器，因此工作可靠，对维护和保养要求低

定子绕组散热比较方便

惯量小，易于提高系统的快速性

适应于高速大力矩工作状态

1.2.4.舵机

舵机是一种常见的伺服电机，由小型直流电机、（控制电路）板、电位计和齿轮组构成，舵机的用途广泛；舵机可按照信号类型划分、按照齿轮划分、按照用途划分；舵机分90°、180°、270°和360°舵机，其中180°的舵机最为常见。

按照信号类型划分为（模拟）信号舵机和数字信号舵机

模拟舵机：无（MCU）微控制器，电路为模拟电路，同样的舵机之间会有性能差异

数字舵机：有MCU控制器，一般内部采用（算