快速——三種電機(jī)類型是什么?我聽(tīng)到的最常見(jiàn)的答案是“有刷直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)和無(wú)刷直流電機(jī)，”這基本上是對(duì)這個(gè)問(wèn)題的下意識(shí)反應(yīng)。

    有刷電機(jī)又稱直流電機(jī)或碳刷電機(jī)，常說(shuō)的直流電機(jī)就是指有刷直流電機(jī)，它采用機(jī)械換向，外部磁極不動(dòng)內(nèi)部線圈(電樞)動(dòng)，換向器和轉(zhuǎn)子線圈一起旋轉(zhuǎn)，電刷和磁鐵都不動(dòng)，于是換向器和電刷摩擦摩擦，完成電流方向的切換。

    步進(jìn)電機(jī)又稱為脈沖電機(jī)，基于最基本的電磁鐵原理，它是一種可以自由回轉(zhuǎn)的電磁鐵，其動(dòng)作原理是依靠氣隙磁導(dǎo)的變化來(lái)產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。

    無(wú)刷電機(jī)在某些領(lǐng)域也稱直流變頻電機(jī)(BLDC)，它采用電子換向(霍爾傳感器)，線圈(電樞)不動(dòng)磁極動(dòng)，此時(shí)永磁鐵可以在線圈外部也可以在線圈內(nèi)部，于是有了外轉(zhuǎn)子無(wú)刷電機(jī)和內(nèi)轉(zhuǎn)子無(wú)刷電機(jī)之分。

    我認(rèn)識(shí)的一些更勇敢的電機(jī)驅(qū)動(dòng)專家可能會(huì)說(shuō)“單相交流輸入、多相交流輸入或直流輸入”，根據(jù)其輸入機(jī)制而不是特定的電機(jī)類型對(duì)每個(gè)電機(jī)進(jìn)行分類。我承認(rèn)，這是一個(gè)非常聰明的答案。在電機(jī)分類中肯定不乏不同的可能分組，從位置傳感器的使用到電源電壓再到驅(qū)動(dòng)器的實(shí)現(xiàn);一些工程師可能很想嘗試以這些方式回答，即使響應(yīng)并不總是適合三個(gè)不同的類別。在這篇技術(shù)文章中，我將介紹一種看待電機(jī)分類的新方法。

    我最近對(duì)我們應(yīng)該按功能對(duì)電機(jī)進(jìn)行分類的想法著迷。許多應(yīng)用程序使用不同種類的電機(jī)，具體取決于設(shè)計(jì)人員的心血來(lái)潮，但相同的電機(jī)解決方案甚至可能不適用于使用相同類型電機(jī)的不同應(yīng)用程序。如果這句話讓你頭疼(我的通訊同事向我保證它對(duì)她有這種影響)，讓我給你一個(gè)更好的例子：你可以用步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)一個(gè)平移-傾斜-變焦 (PTZ) 相機(jī)軸，一個(gè)無(wú)刷直流電機(jī)甚至有刷直流電機(jī)。無(wú)刷直流電機(jī)也是吊扇中最常見(jiàn)的電機(jī)類型。但是您不能對(duì)這兩種終端設(shè)備類型使用相同的無(wú)刷直流電機(jī)解決方案。吊扇驅(qū)動(dòng)電路，無(wú)論其性能多么出色，對(duì)于 PTZ 攝像機(jī)來(lái)說(shuō)都是一個(gè)糟糕的選擇，并導(dǎo)致產(chǎn)品無(wú)法正常工作。為什么我會(huì)知道這個(gè)?直覺(jué)上，我認(rèn)識(shí)到(您可能也知道)吊扇電機(jī)的“功能”和 PTZ 攝像機(jī)電機(jī)的“功能”非常不同，盡管兩者都使用無(wú)刷直流電機(jī)。從應(yīng)用的角度來(lái)看，電機(jī)功能必須有一個(gè)屬性，可以幫助建立不同的電機(jī)類型分類。

    那么這些電機(jī)實(shí)際上在做什么呢?吊扇的作用是勻速旋轉(zhuǎn)，使房間內(nèi)的空氣流通。云臺(tái)攝像機(jī)的功能是將攝像機(jī)移動(dòng)到某個(gè)位置并保持在那里。我可以添加第三個(gè)示例——無(wú)繩電鉆。用戶通過(guò)按下扳機(jī)來(lái)控制鉆頭的扭矩，也許是通過(guò)墻釘鉆一點(diǎn)。這些電機(jī)有非常不同的實(shí)現(xiàn);因此，我對(duì)“三種電機(jī)類型是什么?”的回答 是一個(gè)強(qiáng)調(diào)的“速度、扭矩和位置”。請(qǐng)看下面的表 1。

表 1：速度、扭矩和位置匯總

類型	例子	加載	當(dāng)務(wù)之急	無(wú)傳感器能力
速度	吊扇	空氣或流體	高速低噪音	簡(jiǎn)單的
扭矩	電鉆	堅(jiān)硬的	高功率密度	很難
位置	云臺(tái)攝像機(jī)	堅(jiān)硬的	高精度和高效率	極難*

    我不會(huì)說(shuō)不可能，但這幾乎是不可能的。由于位置控制系統(tǒng)主要以零速運(yùn)行，因此沒(méi)有可感應(yīng)的反電動(dòng)勢(shì)，因此沒(méi)有無(wú)傳感器信號(hào)來(lái)關(guān)閉環(huán)路。

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