**关于交流电机、直流电机、永磁同步电机、步进电机的分类与控制**
关于交流电机、直流电机、永磁同步电机（PMSM）、步进电机的分类与控制
之前也阅读过各类电机分类的文章，总是一知半解，通过这几个月的实践，我想把我对电机的理解分享给大家，特别是初学者。
电机是将电磁力转化为机械力的单元。电机种类很多，按照各自结构特点可把电机不同种类，如有刷与无刷、永磁与电磁、同步与异步、伺服与非伺服、直流与交流，按照控制方法又可以分为力矩电机、角度电机、调速电机等。
按照电机的发展历史，将其分为有刷与无刷展开叙述。有刷电机故名思意，就是通过电刷来实践转子电级换向，而电刷与转轴会产生摩擦力限制转速提高；后来无刷电机用霍尔原件代替了电刷，实现了无接触的换向，突破了有刷电机最高转速限制，降低了噪音，但同时成本也更高；对于工程上常用的电机种类可做如下划分如下：
另外要说的是，上述这只是电机的一种划分方法。如果按照有刷与无刷、永磁与电磁、同步与异步、伺服与非伺服、直流（DC电机）与交流（AC电机）分类的话会比较复杂，比如舵机，可以叫做永磁同步伺服直流角度电机（分有刷与无刷）；步进电机，也可叫做无刷永磁同步非伺服直流调速电机；永磁同步电机，也可叫做无刷永磁同步直流电机（其可作为力矩、角度、调速电机使用）等等。
所有电机都是通过电路驱动的，其基本构成为：控制芯片、电机驱动器（在航模领域叫电调）、如果是伺服电机还包括电机反馈系统（编码器、电位计或电流采集模块），如下图所示：
一般来说驱动是电机厂家配好，关键在于选择合适的控制芯片，这取决于你需要的功能，如果你想实现多个电机的联动，最好是采用专业的运动控制器，否则比较麻烦，比如如果用Arduino控制多个步进电机为例，步进电机是通过频率信号驱动的，而频率信号往往通过定时器控制，但是芯片内并没有足够的定时器来实现（当然也有其他办法，单比较麻烦）。
**舵机：**将驱动、电机、减速器、电位计集成在了一起，通过PMW信号的占空比，控制舵机的角度（一般允许-90°~ 90°转动），多用于对转速与精度度要求不高的场合。舵机可以做到非常的小巧，且价格便宜，所以在模型、玩具制作重应用非常的广泛，特别的是，舵机一般为三线制（电源、接地、PWM）非常节省芯片引脚。
**步进电机：**一种开环的电机，是无刷电机的一种衍生品，两相与四相产品居多，其通过一路频率信号与一路高低电频转向信号（需要接单独的驱动器）就可以精确控制角度（在实际力矩不超许用力矩情况下），由于控制简单，没有累计误差，广泛的用于自动化领域；缺点为功率较大的步进电机体积比较大（但MEMS领域可以做的很小）、在高速运行或者启动时容易失步。另外要说的是步进电机可以通过驱动器细分，实现更加高精确与低噪的运行，但不是所有步进电机可以实现1/2以下的细分，如BYJ-48。
**直流无刷电机：**通过驱动器可直接通过PWM信号进行驱动，在不安装编码器时，此时PWM信号就是一种功率信号，占空比越高转速越快；在安装编码器时，变为一种伺服电机，通过PID反馈算法，可以精确的控制转速与角度，但占用较多的引脚与芯片资源。
**永磁同步电机：**其电机结构与直流无刷电机基本一样，但是其驱动原理不一样。永磁同步电机一般使用过SPWM信号驱动（一般为三相正弦波）。在安装编码器时，变为一种伺服电机，通过SPWM、PID、FOC等一系列算法，可以精确的扭矩、转速与角度控制。其电机响应性能、功率密度等方面都要优于直流无刷电机，而且可以做到非常的小巧轻便（1KW的功率的电机，可以握在手掌里1kg不到），其广泛应用在四轴无人机、机器人、电动汽车、高铁等领域，但是价格比较贵，没有经费真实玩不起。
对上述电机的总结如下：
本人初来乍到，第一次发文，有不当之处请大家海涵。
后面会更新一些电机控制的文章，请大家关注。
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