对交流、伺服、直流、步进电机的粗浅理解

       前一段时间一直在纠结各种电机之间的关系，拿到一个电机首先想它从原理上是什么电机，于是自己花了一点时间研究总结了一下，有什么不准确的地方还望大家指正！

1、交流电机

       交流电机利用交流电产生变化的磁场实现电机轴的转动，交流电机可以分为交流异步电机和交流同步电机，异步电机的定子产生变化的磁场，变化的磁场在转子线圈上产生感应电流，感应电流再产生感应磁场，因而转子磁场与定子磁场之间有相位差；而同步电机的转子本身可以产生磁场，可能是转子本身是永磁体，也有可能转子绕组上额外通电流，定子磁场和转子磁场是同步变化的。

2、伺服电机

      通常伺服电机指的是永磁同步电机，也就是交流同步电机，其转子是永磁体。也有直流伺服电机，如果是直流伺服一般会显式说明，如果只是说伺服电机，默认为交流伺服电机。

3、直流电机

      直流电机的转子上接直流电，其通常使用碳刷实现电流的换向，也有通过电子换向器件来代替碳刷的无刷直流电机，直流电机的转速通过控制输入电压高低来调节，相比于交流电机通过控制交流信号频率调节更为方便一些。

      记录一下自己学习的情况（2021年春节期间）：

      知道自己总结的这些特点不够清楚，自己还没完全厘清其结构原理，于是趁假期学习了一下，学习的课程是华中科大的电机学公开课，目前学完了第二章“直流电机”部分，于是再来重新梳理一下自己总结的直流电机特点。

      直流电机主要的结构为定子和转子，定子上的线圈绕组称为励磁绕组，转子上的线圈绕组称为电枢绕组，励磁绕组上产生励磁磁通，转子上的通电直导线在磁场作用下受力运动（就是我们高中学到公式F=BIL），这是直流电机转动的原因。

      直流电机最大的特点在于其方便调节机械特性，所谓机械特性就是指输出功率一定的情况下，电机转速和转矩的关系，可以通过公式推导（这里就不讲推导的过程了，大家可以去看课程）可以知道，直流电机转速和转矩为线性关系，直线的斜率调节方便，且可以设计为*乎水*的直线（并励方式下），这样的机械特性就是人们说的特性比较“硬”，这也是为什么电钻等电动工具采用直流电机制作的原因，因为我们希望钻孔时电机输出转矩一定时电机的转速不要减小，这就需要电机比较“硬”的机械特性，这正是直流电机的特点。

     直流电机还有一个特点就是方便调速，通过公式推导可以知道，直流电机可以有三种调速方式，一种是调节电枢绕组上的串联电阻，一种是调节励磁绕组的电压（改变的是磁通φ），还有一种是调节电枢绕组的电压。其实这种调速性能说的还是直流电机的机械特性，就是前面说的机械特性曲线斜率方便调节。

4、步进电机

      步进电机从交直流的角度应该属于直流电机，只不过它的直流电信号被转换成了脉冲的形式，固定的脉冲量对应一定的电机位移量，但它的工作原理又更类似于交流电机，转子被动跟随定子磁场转动。