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三相交流电机——同步电机的调速

同步电机的调速：同步机没有转差率，在结构确定的情况下，控制电压不能改变转速，所以在变频器出现之前，同步电动机是完全不能调速的。

变频器的出现让交流同步电动机也有了巨大的调速范围，因其转子也有独立励磁（永磁体或者电励磁），其调速范围要比异步电动机更宽，同步电动机焕发了新的生机。       

同步电动机变压变频调速系统可以分为他控变频调速和自控变频调速。

对于他控变频调速，和异步电动机的变频调速类似，也可以根据其数学模型采用svpwm等控制方式来实现控制，其性能还要优于普通交流异步电动机。

自控变频同步电动机在发展过程中曾经有多种名字，比如无换向器电机；当采用永磁体且输入三相正弦波时，可以称为正弦波永磁同步电动机；而如果输入方波，那么就可以称为梯形波永磁同步电动机，没错，这就是类似于之前说的的无刷直流机（bldm），大家是不是感觉饶了个大圈有转回去了，但是你现在对于变频变速的理解一定更深一步了，所以无刷直流电机时采用直流输入，但是使用了同步电机的变频技术（结构与永磁同步电机相同），在model3上就采用了直流无刷电机。

4. 单相交流异步电机——单相交流串励电机（有刷）

单相交流串励电动机，俗称串励电机或通用电机(universalmotor国外叫法，因交直流通用而得名)，电枢绕组和励磁绕组串联在一起工作。

单相串励电动机又叫做交直流两用串励电动机，它既可以使用交流电源工作，也可以使用直流电源工作。

单相串励电动机的优点是由于它转速高、起动力矩大、体积小、重量轻、不容易堵转、适用电压范围很广，可以用调压的方法来调速，简单且易于实现。

因而在电动工具中得到广泛的应用，如角磨机、手电钻等。

单相串励电机的结构同直流串励电机十分相似，主要的区别在于单相串励电机的定子铁心必须由硅钢片叠压而成，而直流的磁极既可以由叠压而成，又可以做成整体结构。

单相串励电机的调速，大多数采用调节电压的方法，就是改变电动势。

单相串励电机的电压调速方法采用的可控移相调压，利用可控硅的触发电压滞后于输入电压实现对输入电压的移相触发。

在实现方法上有硬件和软件方式。

采用调节电压方法，采用可控硅调速技术，具有线路简单，元件体积小等特点，是一种可控硅简单有效的方法。

(a)交流电流变化曲线;

(b)电流为正半波时，转子的旋转方向  

(c)电流为负半波时，转子的旋转方向

4. 单相交流异步电机——单相交流鼠笼式电机（无刷）

单相电流通过电枢绕组时产生的是脉振磁场而不是旋转磁场，所以单相异步电动机不能自起动。

为了解决起动问题，单相交流供电的异步电动机实际上往往做成两相的。

主绕组由单相电源直接供电；副绕组在空间上与主绕组差90°(电角度，等于机械角度被电动机磁极对数除)。

副绕组串联电容或电阻后再接到单相交流电源，使其中通过的电流和主绕组中的电流有一定的相位差。

使合成磁场成椭圆形旋转磁场，甚至可能接近于圆形旋转磁场。

电动机因此获得起动转矩。

利用电阻分相方法的电动机价格低廉，例如副绕组用较细的导线绕制即可，但分相效果较差，且电阻上要消耗能量。

这种电动机在起动并达到一定转速后，通常由装在电动机轴上的离心式开关将副绕组自动切除，以减少电阻上的损耗、提高运行效率。

一般用于起动转矩要求不高的场合，如小型车床、小型电冰箱等，缺点是不能调速速。

利用电容分相，效果较好，有可能在电动机某一工作点时，使电机合成磁场接近于圆形旋转磁场，从而获得较好的工作特性。

为使分相异步电动机获得较好的起动性能或较好的运行特性或两者兼有，其所需的电容（量值）是不同的，可分为三种

5. 步进电机——开环步进电机

（开环）步进电机是将电脉冲信号转变为角位移的开环控制电机，应用极为广泛。

在非超载的情况下，电机的转速和停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。

可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。（视频传送门）

步进电机是一种感应电机，它的工作原理是利用电子电路，即驱动器，将直流电变成分时供电的多相时序控制电流。

步进电机虽然由直流电流供电，但是不能理解为直流电机，直流电机是将直流电能转换为机械能的动力电机，而步进电机是将电脉冲信号转变为角位移的开环控制电机。