電動車輪子要轉,機器人要活動行走,風扇要轉,無人機螺旋槳也要轉——只要東西會動,就離不開電機。

但是說實話,如果之前沒怎么接觸過電機,或者只是偶爾碰一下,剛開始真有點頭大。BLDC、PMSM、IM、SRM、步進電機……種類一大堆,翻開手冊看不懂,上網一搜全是論文,滿屏的公式,看三行就想關掉。
最近我淘到一份英飛凌官方的《電機手冊》,今天借這個機會,簡單聊聊電機那些事兒,文末附102頁電子檔下載方式。
01
這份手冊是英飛凌和德國亞琛工業大學一起搞的,講的是各種電機和發電機。
它主要說了這幾件事:電機長什么樣、怎么工作、怎么控制它、它有哪些關鍵參數、有什么優缺點、一般用在哪兒。每一類電機的講解結構都一樣,方便你快速找到想看的內容。
跟市面上很多資料不一樣,這本手冊故意避開了復雜的數學公式,基本上看不到那些讓人頭疼的微積分推導。它主要通過實物圖、結構簡圖和曲線圖表來講解,對照著看比干看文字爽多了。

而且它不是從理論推導的角度寫,而是站在使用者的立場——比如你是一個做電機驅動開發的工程師,想知道這電機到底好不好用、怎么控,它就講這些。
手冊里不會給那種這個電機就是最好的絕對結論,因為電機的表現很大程度上取決于具體用在什么地方、電磁怎么設計的、控制算法怎么寫。它只是把客觀的特征和規律告訴你,你自己判斷。
02
這本手冊一共100多頁,涵蓋了市面上最常見的幾種電機類型,每一種都單獨成章。
第一個是感應電機(IM),也叫異步電機。這是工業界最常用的電機,傳送帶、風機、水泵、壓縮機,到處都是它的身影。它結構簡單、皮實耐造、價格便宜,轉子就是幾根鋁條或者銅條,不容易壞。但它有個缺點,就是控制起來要算轉差率,效率比永磁電機稍微低一點。
第二個是永磁同步電機(PMSM),這玩意兒最近幾年特別火,新能源汽車、伺服驅動、工業機器人里用的基本都是它。它的效率高、力矩密度大、控制精度高,但缺點是需要用到永磁體,尤其是稀土磁鐵,成本不低。
第三個是無刷直流電機(BLDC),很多人分不清它和PMSM。其實它倆本質上都是永磁同步電機,只不過BLDC用的是方波(六步換相)控制,結構簡單、控制容易、成本低,無人機、電動工具、電動自行車里用得特別多。

第四個是開關磁阻電機(SRM),這玩意兒比較特殊,轉子上既沒有磁鐵也沒有繞組,就是一塊疊片的鐵疙瘩。靠磁阻最小原理工作。??這個用得少,就不介紹了。
第五個是步進電機,這個大家應該不陌生,常用于打印機、3D打印機這類產品。它的特點是對數字脈沖做出響應,給一個脈沖轉一個角度,開環控制就能用,不需要編碼器,成本低。缺點是效率低、高速時力矩掉得很快。
還有一些其它介紹,大家可以自己下來看。雖說寫得比較基礎,但是對于沒有接觸過這一塊的朋友來說,感覺還是有點難度。如果你真的很感興趣,建議先通讀幾遍,腦子里先有個印象,等以后用到了再拿出來翻。
03
這份資料主要講一些基礎概念。不管是剛入門的新手,還是干了幾年想系統梳理一下的老手,應該都能從中找到有用的東西。
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