【導讀】雖然“電機的種類”這幾個字說起來簡單，但隨著技術的發展，電機已經變得越來越多樣化
，因此分類方法也呈現多樣化趨勢
，可以根據電源種類、產生轉矩的原理
、電機結構以及應用領域等進行分類。

電機有哪些種類？

雖然“電機的種類”這幾個字說起來簡單
，但隨著技術的發展

，電機已經變得越來越多樣化
，因此分類方法也呈現多樣化趨勢，可以根據電源種類、產生轉矩的原理
、電機結構以及應用領域等進行分類。

例如，當我們根據[轉矩產生原理] ≫ [電源] ≫ [結構]進行分類，就會得出如下圖所示的結果：

如上圖所示，電機的種類有很多，但方便用於電子製作的電機卻是有限的。 在本文中，將為您介紹適用於電子製作的三種主要電機及其應用。

什麼是有刷直流電機
？

在電子製作中常用的電機是“有刷直流電機”。 不同的電機製造商對這種電機的叫法也有所不同，比如“DC電機”
、“直流換向器電機”


、“有刷電機”、“直流換向器電動機”等各種名稱。

有刷直流電機是一種簡單易用的電機
，它無需準備特別的電子電路來驅動，隻要連接幹電池等電源即可旋轉。 由於其易用性和低廉的價格，使其成為電子製作中使用率最高的電機。

它還可以通過PWM或被稱為“電機驅動器”的控製IC來調整旋轉速度
、設置旋轉方向並控製製動等
，因此還被廣泛用於無線電控製器和風扇等應用。

圖中是有刷直流電機的典型控製方式——“H橋電路”。 可以通過四個開關（實際上是晶體管或FET）的ON/OFF來操作電機①自由/②正轉/③反轉/④製動。

雖然這種電機具有易用性的優點，但它也有一些缺點。 有刷直流電機的內部具有被稱為“電刷”的de接jie觸chu體ti，如ru果guo電dian刷shua因yin旋xuan轉zhuan引yin起qi的de摩mo擦ca而er嚴yan重zhong磨mo損sun，電dian機ji將jiang無wu法fa使shi用yong。轉zhuan幾ji個ge小xiao時shi是shi沒mei有you問wen題ti的de，但dan是shi如ru果guo持chi續xu使shi用yong
，電dian刷shua就jiu會hui磨mo損sun嚴yan重zhong，就jiu需xu要yao更geng換huan整zheng個ge電dian機ji，而er且qie電dian機ji不bu能neng再zai重zhong複fu使shi用yong。

此(ci)外(wai)，接(jie)觸(chu)體(ti)電(dian)刷(shua)產(chan)生(sheng)的(de)火(huo)花(hua)也(ye)是(shi)導(dao)致(zhi)噪(zao)聲(sheng)的(de)原(yuan)因(yin)之(zhi)一(yi)，在(zai)某(mou)些(xie)情(qing)況(kuang)下(xia)，有(you)刷(shua)直(zhi)流(liu)電(dian)機(ji)運(yun)行(xing)時(shi)產(chan)生(sheng)的(de)異(yi)味(wei)也(ye)是(shi)很(hen)大(da)的(de)問(wen)題(ti)，因(yin)此(ci)

，在(zai)一(yi)些(xie)應(ying)用(yong)場(chang)景(jing)中(zhong)，必(bi)須(xu)考(kao)慮(lv)其(qi)他(ta)選(xuan)項(xiang)。

優點

• 給電即可旋轉
• 價格低

缺點

• 電刷引起的問題（壽命、噪聲、異味等）

什麼是無刷直流電機
？

“無刷直流電機”通過取消有刷直流電機的電刷，解決了電刷帶來的弊端。 通過去除電刷，取消了電機內部的接觸體，減少了零部件數量，最終使電機在可維護性、重量
、壽命、電dian機ji效xiao率lv和he高gao速su旋xuan轉zhuan等deng各ge個ge方fang麵mian的de性xing能neng都dou得de到dao了le提ti升sheng，可ke以yi說shuo是shi一yi種zhong劃hua時shi代dai的de電dian機ji。這zhe種zhong電dian機ji不bu是shi給gei電dian就jiu可ke以yi工gong作zuo的de，使shi用yong起qi來lai稍shao微wei有you點dian麻ma煩fan，但dan其qi效xiao率lv高gao
，壽shou命ming長chang
，因yin而er常chang被bei用yong於yu電dian池chi供gong電dian的de設she備bei。

使電機旋轉的電子電路會始終監測與輸出軸（曲軸）連接的轉子的旋轉角度
，並根據角度隨時切換線圈的通電。 驅動電路的作用對於無刷直流電機的控製非常重要。無刷直流電機的驅動電路需要很多電子元器件，包括位置檢測傳感器、多個功率晶體管和柵極驅動器、以及控製它們的微控製器等
，因此對電路設計技巧和軟件知識要求很高。

近年來
，配備單片機控製IC或具有無刷直流電機控製功能的微控製器的無刷直流電機也越來越多，但總體而言，無刷直流電機的操作還是比有刷直流電機複雜。

無刷直流電機的驅動電路。 在該電路之外
，還增加了位置檢測傳感器和用來檢測過電流的保護電路

，使電路規模很大。

順便提一下，無刷直流電機的分類比較複雜
，由於電機本身是由逆變器產生的交流電驅動的，所以可以考慮將其歸類為“交流電機”，但貌似無刷直流電機多被歸類為“直流電機”。

優點

• 重量輕、壽命長
、電機效率好

缺點

• 價格貴、驅動電路複雜

什麼是步進電機？

“步進電機”是可以控製旋轉角度的電機。 前麵介紹的兩種電機都是用作長時間連續旋轉的動力源
，而步進電機主要用於位置控製。

步進電機的特點是
，每施加一次脈衝信號
，輸出軸就轉過一個固定的角度。 這種每輸入一次脈衝信號而旋轉的角度稱為“步距角”。例如
，如果是步距角為1.8°的步進電機的話
，會每200個脈衝旋轉一圈，因此可以按照“施加100個脈衝使其旋轉半圈”

、“每秒施加1000個脈衝
，使其5轉/秒”等進行控製
，可以很靈活地控製其旋轉速度
、方向和停止位置等。

由於即使在電機停轉時其保持轉矩也會作用
，因此步進電機也被用於需要固定停止位置的應用。

與伺服電機通過安裝在電機外部的伺服機構來實現準確停止位置的方式不同，步進電機通過其內部結構來控製位置，因此具有結構簡單
、可靠性高的特點。對於數控機床、3D打印機和機械臂等需要高精度位置控製的應用而言，步進電機已成為不可或缺的部件。

隻需施加脈衝即可運行的步進電機，其驅動電路是相對簡單的。但是，如果負載轉矩過大或轉速過快
，就會出現失步（發送的脈衝數與旋轉角度不匹配）和噪聲等問題，因此要想使其穩定運轉，還是需要一定的機械設計技巧的。

用來驅動步進電機的驅動器IC。乍一看很複雜
，不過其原理隻是有刷直流電機的H橋電路的延伸而已。另外，它會處理脈衝信號，因此很容易控製。

優點

• 位置控製容易
• 具有保持轉矩
• 可靠性高

缺點

• 步進式旋轉，所以動作不順暢
• 不適合長時間連續旋轉和高速旋轉

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