电动机是将电能转换为机械能的机器。它用于产生扭矩以提升负载，移动物体和各种其他机械工作。在下面的文章中，我们将讨论不同类型的电动机，例如交流，直流和特殊类型的电动机等。

电动机主要分为三种类型。

1.交流电机

2.直流电动机

3.特种电机

交流电机

交流电动机将交流（交流）电能转换为机械能。这些电动机使用单相或三相交流电供电。交流电动机的基本工作原理是交流电通过定子绕组时产生的旋转磁场（RMF）。转子（具有自己的磁场）跟随RMF并开始旋转。

交流电机进一步分为两种类型。

同步电机

异步或感应电机

顾名思义，这种交流电机具有称为同步速度的恒定速度，仅取决于电源电流的频率。这种电动机的速度仅随供电频率的变化而变化，并且在负载变化时保持不变。它用于恒速应用和精度控制。

同步电机具有与异步电机相同的定子设计，当提供输入交流电时，它会产生旋转磁场。虽然转子设计可能会有所不同，即它使用单独的直流激励来产生自己的磁场。

励磁同步电机

这种同步电机需要直流励磁。直流励磁意味着转子具有单独的直流电源以产生自己的磁通量。该磁通与定子的旋转磁通反应产生旋转。利用带有换向器和电刷组件的绕线转子为转子的绕组提供电流。

单相同步电机

这种同步电机采用单相交流电源运行。准确地说，它实际上使用两相，第二相是从第一阶段派生出来的。使用两相的原因是单相不能产生旋转磁场。这种电机可以在任一方向上启动，即其方向是不确定的，这就是为什么有一个额外的启动布置用于给它一个方向。

这种电机的速度仅取决于电源频率。它们用于记录仪器，电子挂钟。

三相同步电机

这些同步电机使用三相电源运行。三相交流电的好处是它在定子中产生旋转磁场，而相位的排列决定了旋转的方向。这些电机不需要任何特殊的启动机构来决定其方向。但是，转子仍然需要一个额外的直流电源进行励磁。

它们用于需要在一定负载范围内保持恒定速度并需要在机器人中精确定位的工业应用。

非励磁同步电机

这种不需要直流励磁的同步电机即转子不需要单独的直流电源来产生磁通量。他们使用鼠笼式转子，例如感应电机中使用的转子。

磁滞电机

这种类型的同步电机的工作原理是转子中发生磁滞损耗或残余磁性。这种电动机使用单相和三相交流电源运行。在单相磁滞电机中，与磁阻电机一样，主绕组旁边有一个辅助绕组。圆柱形转子由硬化钢等具有高磁保持率或磁滞损耗的铁磁材料制成。转子由非磁性轴支撑。

电机作为感应电机启动。定子的旋转磁场在转子中感应出涡流。由于转子材料的高磁滞损耗特性，涡流与磁滞转矩一起产生转矩。由于涡流转矩，电机表现为感应电机。

一旦电机达到接近同步的速度，定子的旋转磁场就会同步拉动转子。由于定子的RMF，转子铁磁性质产生相反的磁极，它开始表现为永磁体。在这样的速度下，定子和转子之间没有相对运动。所以没有感应。因此，没有涡流或涡流转矩。由于磁滞，电机在同步速度下产生的转矩，这就是为什么它被命名为磁滞电机。

磁滞电机的主要优点是它是无刷的，转子内部没有绕组。它不会产生任何噪音，并且安静地运行。

磁阻电机

它是一种单相同步电机，其工作原理是基于磁阻产生转矩。有两种类型的定子绕组，即主绕组和辅助绕组。用于启动电机的辅助绕组。它有一个鼠笼式转子（没有绕组），就像铁磁材料制成的感应电机一样。

电机像使用辅助绕组的实际单相感应电机一样启动。一旦电机达到接近同步速度，辅助绕组就会断开，转子就会被锁定同步，因为转子的铁磁性质试图将自己保持在旋转磁场内磁阻较小的位置。

弊

它产生的扭矩非常低

如果负载转矩增加一定限值，其速度就会下降，因此不再作为同步电机运行

它的效率较低

它仅提供小尺寸。

它用于需要恒定速度进行录制和播放功能的唱片机。此外，电子钟需要恒速等。异步电动机

从不以同步速度运行的交流电机类型称为异步速度。它的转子转速总是小于同步转速。它不需要单独的转子励磁。

异步电动机简要分为两种类型;

感应电机

换向器电机

感应电动机是一种交流异步电动机，其工作原理是定子和转子之间的电磁感应。旋转磁通量由于电磁感应而在转子中感应电流，从而在转子中产生扭矩。它是工业中最常用的电动机。

根据其转子的结构，主要分为两种类型。

鼠笼式感应电机

这种感应电动机的转子类似于鼠笼。它由两端连接的铜条制成，使用导电环形成闭环电路。转子没有电气连接。

定子不断变化的磁场在转子的棒中感应出电流。感应电流在转子中产生自己的磁场，该磁场与定子的旋转磁场相互作用，并试图通过沿同一方向旋转来消除它。

它设计简单，价格低廉，更可靠。由于没有电气连接或换向器和电刷组件，因此需要较少的维护。

滑环或绕线转子感应电机

滑环或绕线转子感应电动机是另一种类型的感应电动机，其中转子由与滑环连接的绕组组成。滑环用于将绕组连接到外部电阻器以控制转子电流，从而允许控制速度/扭矩特性。

它的工作原理与鼠笼式感应电动机相同，只是转子中的感应电流可以使用外部电阻器进行控制。外部电阻还有助于在电机启动期间增加转子电阻，以减少高浪涌电流。它还增加了左高惯性负载的启动扭矩。

滑环的缺点是它不断与刷子一起滑动，由于机械磨损，需要昂贵的维护。结构复杂，比鼠笼式电机贵。

电容器启动感应运行电机

它是一种单相感应电动机，利用电容器与其辅助绕组串联，在启动期间产生额外的扭矩。它的名字清楚地表明电容器仅用于启动电机，一旦电机使用离心开关达到接近同步速度，它就会断开。

它有两个定子绕组，称为主绕组和辅助绕组。辅助绕组使用离心开关与电容器串联。当电机启动时，电流流过两个绕组，产生高启动转矩。一旦电机达到70-80%全速，离心开关就会断开辅助绕组的电源。电机恢复在主绕组上运行。

电容器启动和电容器运行电机

它也是单相感应电动机，但在运行中使用两个电容器。这两个电容器是启动电容器和运行电容器。启动电容器仅用于启动电容器以提供额外的高启动转矩，而运行电容器用于正常运行以运行电机。启动电容器使用离心开关连接和断开。

当电机启动时，两个电容器都连接起来，为转子提供高启动扭矩。当转子的速度加快时，开关断开启动电容器的连接。这种电机连续使用主绕组和辅助绕组，这就是为什么它的运行比仅在主绕组上运行的电机更平稳，例如电容器运行电机。

这是一种交流电机，利用换向器和电刷组件为其转子供电。这种电动机具有绕线式转子。

交流系列电机

众所周知，电动机有两种类型的绕组，即称为励磁绕组的定子绕组和转子绕组或电枢绕组。

当这两个绕组串联连接时，称为串联绕组电机。它也被称为通用电机，因为它能够在交流和直流电源上运行。

励磁绕组承载的电流与转子绕组相同。通过换向器向电枢绕组提供电流的电刷使电枢绕组短路并充当短路变压器。画笔产生的电弧会随着速度的增加而减小。

交流补偿系列电机

它是交流串联电动机的改进形式，其中与现有的励磁和电枢绕组串联添加称为补偿绕组的附加绕组，以消除未补偿串联电动机中发生的变压器效应。

除了励磁绕组外，在定子中还增加了补偿绕组，如图所示进行连接，以消除或减轻电弧问题。

斥力电机

斥力电机也是一种交流单相电机，其中交流输入仅应用于励磁或定子绕组。电枢绕组连接到换向器。电枢绕组通过使用一对短路电刷进行短路。励磁绕组和电枢绕组之间没有电气连接。转子电流通过感应产生。

电刷的配置方式使其可以移动以改变其相对于假想定子轴的角度。电机可以通过改变电刷的角度来停止、启动和反转，也可以改变电机的速度。

当使用电刷短路转子以形成环路时，当交流电在励磁绕组中流动时，会感应出电流。这种在转子绕组中流动的感应电流会产生自己的磁场。磁场的方向取决于画笔的角度。该磁场与定子的磁场相互作用，转子相应地做出反应。对于旋转，电刷在任一方向上以20°轻微旋转，以沿该方向旋转电机。将电刷放置在90°或°或0°会停止电机。改变角度会增加或减少定子和转子磁场之间的排斥力，转子的速度会有所不同。

启动扭矩也可以通过改变刷子的角度来控制，在45°时提供最大启动扭矩。该电机由于其卓越的速度调节而用于牵引，但它已被其他牵引电机取代。

斥力启动感应运行电机

斥力感应电动机或也称为斥力启动感应运行电动机是鼠笼式感应电动机的改进版本，它使用排斥电动机的高启动转矩特性，通常作为鼠笼式感应电动机运行。

有一个特殊的机制来启动和运行电机。在电机启动过程中，一对短路电刷以一定角度与换向器连接，例如在斥力电机中。一旦电机加快速度，该机构就会抬起电刷并通过短路换向器将杆连接在一起，形成鼠笼式转子。电机作为感应电机恢复运行。

与任何其他感应电机相比，斥力启动的优点提供了5-6倍的高启动扭矩。电刷的使用寿命也更长，因为它仅用于启动电机。因此，这些电动机具有很高的机械寿命并且需要较少的维护。

直流电动机

直流电机是另一种主要类型的电动机，仅以直流或直流电运行。直流电中没有相位，这就是为什么直流电动机仅使用2根电线运行的原因。它们是第一个被发明的电机。只需改变电源电压即可更轻松地控制其速度。它提供了简单的启动，停止，加速和倒车机制。直流电机的安装成本非常便宜，但它们确实需要维护，其成本随着电机尺寸和功率的增加而显着增加。

直流电机的基本工作原理是弗莱明左手法则。磁场内的载流导体会经历相互垂直的推力。

直流电机可简要分为以下几种类型

有刷直流电机

无刷直流电机

空心杯或无铁芯直流电机

顾名思义，这种直流电动机具有电刷和换向器。它们用于将固定电路与旋转电路连接。在这种情况下，电机的转子绕组通过导电刷通电。任何有刷电机的缺点是，由于电刷的持续滑动和它们之间产生的火花，它们需要经常维护。但是，它们的设计非常简单，价格昂贵。

有刷直流电动机进一步分为

并励电机

自励直流电机

永磁直流电机

并励直流电机

这种类型的直流电机具有单独的励磁。励磁是指励磁绕组的通电，也称为定子绕组。两个绕组，即励磁绕组和电枢的绕组都与单独的电源连接。

这种类型的有刷直流电机具有自励磁励磁绕组。励磁绕组与电枢绕组电气连接。单个电源为两个绕组供电。因此，它不需要单独的激励源。

但是，励磁绕组可以与电枢绕组串联、并联和部分串联配置。这就是为什么自励直流电机进一步分为以下类型的原因。

系列绕组

分流伤口

复合缠绕

串联绕线直流电机

在串联绕线直流电动机中，励磁绕组与电枢绕组串联。因此，流过励磁绕组的电流与流过电枢绕组的电流相同。

这种电动机的速度随着连接到电动机的负载的变化而变化。

并联绕线直流电机

这种直流电机具有与电枢绕组并联的励磁绕组（也称为并联励磁绕组）。它允许励磁绕组两端具有全端电压，而两个绕组两端具有相同数量的电压。而提供的电流分为励磁电流和电枢电流。

这种电动机用于其恒速应用，因为它在与其连接的负载范围内保持其速度。并联绕组是指并联连接的绕组。

复合绕线直流电机

复合绕线直流电机利用了串联绕线和并联绕线直流电机的特点。它结合了励磁和电枢绕组的并联组合和串联组合。

由于串联和并联绕组的组合，复合绕组电机根据绕组的性质可分为以下两种类型。

累积化合物

差分复合

当并联场和串联励磁绕组在同一方向上产生磁通时，并联场的磁通有助于增加主串联励磁通，该电机被称为累积复合绕线电机。

在这种情况下产生的总通量总是大于原始通量。

当并联励磁和串联励磁绕组产生相反方向的磁通时，磁通相互减少的影响，称为差动复合直流电动机。

它们产生的总通量总是小于原始通量。他们在行业中找不到任何实际应用。

两种化合物电机都可以是短分流和长分流，具体取决于绕组的布置。短并联和长并联直流电机将在下面解释。

短并联直流电机

如果并联励磁绕组仅与电枢绕组平行，并且与下图所示的励磁绕组串联，则电动机称为短并联直流电动机。它也被称为复合绕线电机。

长并联直流电机

如果所述并联励磁绕组与电枢绕组和励磁绕组并联，则直流电动机称为长并联电动机。

永磁直流电机或简称为PMDC电机是另一种有刷直流电机。它具有通常的电枢，就像上面解释的其他有刷直流电动机一样。然而，没有定子或励磁绕组，磁场是使用放置在定子中的永磁体产生的。

当承载输入电流的电枢绕组放置在磁体的NS极内时。磁场与它相互作用，电枢经历旋转力。

永磁体产生一个固定的磁场，该磁场在建造时设计，之后不能改变。然而，磁铁的强度会随着时间的推移而降低。在某些设计中发现了一个额外的激发场，当它减少时有助于增加其磁强度。

PMDC不需要励磁来产生场磁通量，因为它是由永磁体产生的。这提高了其效率，因为励磁不会消耗额外的功率。没有励磁绕组大大降低了整体电机的尺寸。因此，PMDC电机具有紧凑的设计。它们也非常便宜，最适合低功耗应用。

顾名思义，无刷或BLDC电机是另一种主要类型的直流电机，没有任何碳刷和换向器组件。这意味着输入功率不是提供给电机的旋转部分，而是提供给电机的定子，在这种情况下，定子由多个绕组组成，转子由永磁体制成。

它具有多个定子绕组，每个绕组以不同的角度放置，以产生不同方向的磁通。输入在定子的绕组之间切换，以产生一个磁场，该磁场推动和拉动转子的磁场，使其沿其方向旋转。霍尔效应传感器用于检测转子的位置，并将输入分别切换到正确的定子绕组。

由于定子的直流输入需要切换，因此这种电动机使用电子换向，而不是使用晶闸管等开关装置的机械换向。这些开关使用微控制器进行控制，以精确切换定子绕组之间的输入。它基本上将直流输入切换到三相电源，从而产生平滑的旋转磁场。

无刷电机速度取决于控制器提供的交流电源的频率。这就是为什么它也被称为同步电机

用于无刷电机的控制器更复杂且非常昂贵。如果没有控制器，它就无法运行，控制器还提供转子的精确速度控制和定位。但控制器的成本远远大于电机本身。

由于没有电刷，因此没有电或电磁噪声以及机械换向中产生的火花。它有助于延长电机的使用寿命以及电机的效率。在刷子中耗散的能量被转换为机械输出。而且它们也是免维护的。

顾名思义，这种直流电机没有层压铁芯。转子绕组以倾斜或蜂窝状缠绕，形成通常使用环氧树脂制成的自支撑空心保持架。由永磁体制成的转子设置在空心转子中。

无芯设计消除了与传统电机铁芯相关的问题和损耗。例如，这种电动机没有铁损，可将电动机的效率提高到90%。该设计还降低了绕组电感，从而减少了电刷和换向器之间产生的火花，从而延长了电机的使用寿命。它还减少了转子的质量和惯性，这也增加了电机的加速和减速率。

特种电机

有几种类型的特殊电动机是专为特殊用途设计的其他电动机的修改版本。下面给出了其中一些电动机。

伺服电机

伺服电机是一种特殊类型的电机，用于以某个特定角度推/拉或提升或旋转物体。伺服电机可以设计为在交流和直流电源上运行。使用直流电源运行的伺服电机称为直流伺服电机，而使用交流电源运行的伺服电机称为交流伺服电机。它是一个带有控制器和多个齿轮的简单电机，以增加其扭矩。

这些电机的额定值为千克/厘米（千克/厘米）。它指定了伺服在特定距离上可以提升的重量。例如，额定重量为3公斤/厘米的伺服可以提升距离其轴3厘米的1公斤负载。举重能力随着距离的增加而降低。

伺服电机具有齿轮组件、控制器、传感器和反馈系统。齿轮组件用于降低速度并显着增加其扭矩。控制器用于比较输入信号（所需位置）和通过反馈系统获取的传感器信号（伺服的实际位置）。控制器比较这两个信号，并通过旋转电机轴来消除它们之间的误差。

伺服电机有三根电线。其中两个用于提供电源，而第三个用于控制伺服器的位置。它通过使用PWM（脉宽调制）通过微控制器提供脉动信号来控制。

舵机可以在任一方向上旋转90°，使其总共旋转°。中性地，它位于90°的中间位置。它可以通过在1ms和2ms之间改变脉冲宽度来旋转，其中1ms对应于0°，1.5ms对应于90°，而2ms对应于轴的°角度。

直接驱动

直接驱动电机或也称为力矩电机是另一种即使在失速时也能在低速下产生高扭矩的电机。有效载荷直接连接到转子，因此无需使用变速箱、皮带、减速器等。它是一种无刷永磁同步电机，没有换向器和电刷。由于没有机械磨损，因此可靠且使用寿命长。它具有较少的机械部件这一事实意味着它需要更少的维护和低成本。

直线电机

直线电机有一个展开的定子和转子，提供线性力而不是旋转力。如果你切开任何电机并将其平放在表面上，你会得到一个直线电机。

电枢绕组采用线性方式设计，可携带3相电流以产生磁场。磁场不旋转，而是沿直线移动。磁场与位于其下方的扁平永磁体产生的磁场相互作用。它们之间的相互作用在彼此上产生线性力，因此电枢向前或向后移动。

它是一种带有控制器的交流供电电机，例如伺服电机。电源供应给包含绕组的电机的主要部分。它产生自己的磁场，其极性取决于交流电源的相位。电机的次要部分是永磁体，其磁场与初级部分的磁场相互作用，结果通过产生线性力来吸引和排斥它。电流量决定力，而电流变化率决定初级部件的速度。

直线电机用于机器人，医疗设备和工厂自动化等。

步进电机

步进电机或步进电机是一种无刷直流电机，其全旋转分为多个相等的步长。这种电机以步进（固定度数）旋转，而不是连续旋转。这种步进运动提供了很高的精度，用于机器人。

步进电机在脉冲下工作。每个脉冲使电机移动一个步进。电机的精度取决于每转的步数。步长在其设计过程中确定。但是，可以通过应用变频脉冲序列来控制电机的速度。伺服电机内部的控制器在每个脉冲时向前或向后移动转子一步。

它用于其准确和精确的定位。它在静止时提供全扭矩。由于无刷设计，它的维护要求较低。因此，它们非常可靠且使用寿命长。

步进电机由于其精确的定位被用于工业机器中，用于自动制造产品，基于CNC的机器。它还应用于医疗器械和机械以及安全摄像头。步进器广泛用于电子产品和其他智能电子系统。

通用电机

通用电机是一种特殊类型的电机，可以使用交流和直流电源运行。它是一种有刷串联绕线电机，其中励磁绕组与电枢绕组串联。它们以高运行速度提供最大的启动扭矩。

由于绕组串联连接，因此即使电流方向在一秒钟内反转多次，通过两个绕组的电流方向也保持不变。虽然，由于绕组的电抗，电机在交流电上的运行速度可能会变慢。