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一、引言

从广义上讲，电机是电能的变换装置，包括旋转电机和静止电机。旋转电机是根据电磁感应

原理实现电能与机械能之间相互转换的一种能量转换装置；静止电机是根据电磁感应定律和

磁势平衡原理实现电压变化的一种电磁装置，也称其为变压器。

这里我们主要讨论旋转电机，旋转电机的种类很多，在现代工业领域中应用极其广泛，可以

说，有电能应用的场合都会有旋转电机的身影。与内燃机和蒸汽机相比，旋转电机的运行效

率要高的多；并且电能比其它能源传输更方便、费用更廉价，此外电能还具有清洁无污、容

易控制等特点，所以在实际生活中和工程实践中，旋转电机的应用日益广泛。

不同的电机有不同的应用场合，随着电机制造技术的不断发展和对电机工作原理研究的不断

深入，目前还出现了许多新型的电机，例如，美国EAD公司研制的无槽无刷直流电动机，

日本SERVO公司研制的小功率混合式步进电机，我国自行研制适用于工业机床和电动自行

车上的大力矩低转速电机等。

1旋转电机分类

在旋转电机中，由于发电机是电能的生产机器，所以和电动机相比，它的种类要少的多；而

电动机是工业中的应用机器，所以和发电机相比，人们对电动机的研究要多的多，对其分类

也要详细的多。实际上，我们通常所说的旋转电机都是狭义的，也就是电动机——俗称“马

达”。众所周知，电动机是传动以及控制系统中的重要组成部分，随着现代科学技术的发展，

电动机在实际应用中的重点已经开始从过去简单的传动向复杂的控制转移；尤其是对电动机

的速度、位置、转矩的精确控制。

由此可见，对于一个电气工程技术人员来说，熟悉各种电机的类型及其性能是很重要的一件

事情。通常人们根据旋转电机的用途进行基本分类。下面我们就从控制电动机开始，逐步介

绍电机中最有代表性、最常用、最基本的电动机——控制电动机和功率电动机以及信号电机。

2控制电动机

2.1伺服电动机

伺服电动机广泛应用于各种控制系统中，能将输入的电压信号转换为电机轴上的机械输出

量，拖动被控制元件，从而达到控制目的。

伺服电动机有直流和交流之分；最早的伺服电动机是一般的直流电动机，在控制精度不高的

情况下，才采用一般的直流电机做伺服电动机。目前的直流伺服电动机从结构上讲,就是小

功率的直流电动机,其励磁多采用电枢控制和磁场控制,但通常采用电枢控制。

旋转电机的分类，直流伺服电动机在机械特性上能够很好的满足控制系统的要求，但是由于

换向器的存在，存在许多的不足：换向器与电刷之间易产生火花，干扰驱动器工作，不能应

用在有可燃气体的场合；电刷和换向器存在摩擦，会产生较大的死区；结构复杂，维护比较

困难。

交流伺服电动机本质上是一种两相异步电动机，其控制方法主要有三种：幅值控制、相位控

制和幅相控制。

一般地，伺服电动机要求电动机的转速要受所加电压信号的控制；转速能够随着所加电压信

号的变化而连续变化；电动机的反映要快、体积要小、控制功率要小。伺服电动机主要应用

在各种运动控制系统中，尤其是随动系统。

2.2步进电动机

所谓步进电动机就是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构；更通俗一点讲：当步进驱动器

接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度。我们可以通过

控制脉冲的个数来控制电机的角位移量，从而达到精确定位的目的；同时还可以通过控制脉

冲频率来控制电动机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。目前，比较常用的步进电

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动机包括反应式步进电动机（VR）、永磁式步进电动机（PM）、混合式步进电动机（HB）和

单相式步进电动机等。

步进电动机和普通电动机的区别主要就在于其脉冲驱动的形式，正是这个特点，步进电动机

可以和现代的数字控制