一、电机的概念
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。
1.1、电机的结构详解
从结构上来说，电机包括旋转部分和静止部分；从电磁上来说，电机包括电流绕组部分和磁极部分。对于直流电机，磁极静止，电枢旋转，需要换向器连接外部电源和电枢绕组；对于一般交流电机，电枢绕组静止，磁极旋转。这是一个一般特点。
电机的铁心包开槽铁心（slotcore）和磁极铁心（polecore）；前者开槽中嵌入绕组，通入电流，称之为；后者由电流或者永磁体，产生磁场，称之为磁极；两个铁心中间是气隙。
一个开槽铁心，一个磁极铁心，中间的气隙，组成了电机的基本结构。
所有电机的电枢基本都是相同的，也就是开槽铁心中嵌入绕组；不同类型的电机产生磁场的方式不一样，也就是磁极的型式不一样。例如感应电机的鼠笼转子通过电磁感应产生电流，产生磁场；电励磁同步电机通过直流电流产生磁场；永磁电机通过永磁体产生磁场。
那么，对于电机设计来说，最重要的尺寸是电枢部分；因为磁极虽然多种多样，但我们只关注它产生的磁场。
理解了这一点，做任何电机设计都是一样的，相通的！电流设计，也就是设计一个电枢铁心，嵌入绕组，然后产生磁场的过程。
电枢绕组在磁场中，感生电动势E；绕组中通过电流I；电枢绕组的个数也就是电机的相数为m；那么电机的视在功率为S=m*E*I。然后由E和I展开就得到了电机设计的基本公式。
二、电机的分类
电机是传动以及控制系统中的重要组成部分，是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置，主要作用是产生驱动转矩，作为用电器或各种机械的动力源，将电能转化为机械能。随着现代科学技术的发展，电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，尤其是对电机的速度、位置、转矩的精确控制。但电机根据不同的应用会有不同的设计和驱动方式，根据旋转电机的用途，下面进行了基本的分类，我们主要介绍电机中最有代表性、最常用、最基本的电机—控制电机、功率电机以及信号电机。
按照电机的结构与工作原理以及电机工作电源还可以分为如下分类：
2.1、控制电机
控制电机主要是应用在精确的转速、位置控制上，在控制系统中作为“执行机构”。可分成伺服电机、步进电机、力矩电机、开关磁阻电机、直流无刷电机等几类。
1、伺服电机
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。
伺服电机广泛应用于各种控制系统中，主要应用在各种运动控制系统中，尤其是随动系统。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。一般情况下，伺服电机要求电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，转矩能通过控制器输出的电流进行控制，电机的反映要快、体积要小、控制功率要小。
2、步进电机
所谓步进电机就是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。即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，比较常用的步进电机包括反应式步进电机（VR）、永磁式步进电机（PM）、混合式步进电机（HB）和单相式步进电机等。
步进电机和普通电机的区别主要就在于其脉冲驱动的形式，因此步进电机可以和现代的数字控制技术相结合，且具有结构简单、可靠性高和成本低的特点。但是步进电机在控制精度、速度变化范围、低速性能方面都不如传统闭环控制的直流伺服电机，所以步进电机广泛应用在生产实践等精度要求不是特别高的各个领域，尤其是在数控机床制造领域。而且步进电机不需要A/D转换，能够直接将数字脉冲信号转化成为角位移，所以一直被认为是最理想的数控机床执行元件。
除了在数控机床上的应用，步进电机也可以用在其他的机械上，比如作为自动送料机中的马达，作为通用的软盘驱动器的马达，也可以应用在打印机和绘图仪中。
此外，步进电机也存在许多缺陷。由于步进电机存在空载启动频率，所以步进电机可以低速正常运转，但若高于一定速度时就无法启动，并伴有尖锐的啸叫声。不同厂家的细分驱动器精度可能差别很大，细分数越大精度越难控制。并且，步进电机低速转动时有较大的振动和噪声。
3、力矩电机
所谓的力矩电机是一种扁平型多极永磁直流电机。其电枢有较多的槽数、换向片数和串联导体数，以降低转矩脉动和转速脉动。力矩电机有直流力矩电机和交流力矩电机两种。
其中，直流力矩电机的自感电抗很小，所以响应性很好。其输出力矩与输入电流成正比，与转子的速度和位置无关。它可以在接近堵转状态下直接和负载连接低速运行而不用齿轮减速，所以在负载的轴上能产生很高的力矩对惯性比，并能消除由于使用减速齿轮而产生的系统误差。
交流力矩电机又可以分为同步和异步两种，目前常用的是鼠笼型异步力矩电机，它具有低转速和大力矩的特点。一般在纺织工业中经常使用交流力矩电机，其工作原理和结构和单相异步电机的相同，但是由于鼠笼型转子的电阻较大，所以其机械特性较软。
TP系列力矩电机
4、开关磁阻电机
开关磁阻电机是一种新型调速电机，结构极其简单且坚固，成本低，调速性能优异，是传统控制电机强有力竞争者，具有强大的市场潜力。但目前也存在转矩脉动、运行噪声和振动大等问题，需要一定时间去优化改良以适应实际的市场应用。
5、无刷直流电机
无刷直流电机（BLDCM）是在有刷直流电机的基础上发展来的，但它的驱动电流是不折不扣的交流。无刷直流电机又可以分为无刷速率电机和无刷力矩电机。一般地，无刷电机的驱动电流有两种，一种是梯形波（一般是“方波”），另一种是正弦波。有时候把前一种叫直流无刷电机，后一种叫交流伺服电机，确切地讲也是交流伺服电机的一种。
无刷直流电机为了减少转动惯量，通常采用“细长”的结构。无刷直流电机在重量和体积上要比有刷直流电机小的多，相应的转动惯量可以减少40%—50%左右。由于永磁材料的加工问题，致使无刷直流电机一般的容量都在100kW以下。
这种电机的机械特性和调节特性的线性度好，调速范围广，寿命长，维护方便噪声小，不存在因电刷而引起的一系列问题，所以这种电机在控制系统中有很大的应用潜力。
2.2、功率电动机
功率电机分直流电机与交流电机，交流电机主要分同步电机与异步电机。
1、直流电机
直流电动机是出现最早的电动机，大约在19世纪末，其大致可分为有换向器和无换向器两大类。直流电动机有较好的控制特性，虽然在结构、价格、维护方面都不如交流电动机，但是由于交流电动机的调速控制问题一直未得到很好的解决方案，而直流电动机具有调速性能好、起动容易、能够载重起动等优点，所以目前直流电动机的应用仍然很广泛，尤其在可控硅直流电源出现以后。
应用现状：在生活方面，电动产品的应用数不胜数，例如风扇、刮胡刀、宾馆中的自动门、自动门锁、自动窗帘等，都用到直流电机。直流电机还广泛应用于机车牵引，如铁路机车直流牵引电机、地铁机车直流牵引电机、机车直流辅助电机、矿用机车直流牵引电机、船用直流电机等，也广泛应用于飞机、坦克、雷达等武器装备中。图中为Z4系列直流电动机。
2、交流电机
（1）同步电机
所谓同步电动机就是在交流电的驱动下，转子与定子的旋转磁场同步运行的电动机。同步电动机的定子和异步电动机的完全一样，但其转子有“凸极式”和“隐极式”两种。凸极式转子的同步电动机结构简单、制造方便，但是机械强度较低，适用于低速运行场合。隐极式同步电动机制造工艺复杂，但机械强度高，适用于高速运行场合。同步电动机的工作特性与所有的电动机一样，也具有“可逆行”，即它能按发电机方式运行，也可以按电动机方式运行。
应用现状：同步电动机主要用于大型机械，如鼓风机、水泵、球磨机、压缩机、轧钢机以及小型、微型仪器设备或者充当控制元件，其中三相同步电动机是其主体。此外，还可以当调相机使用，向电网输送电感性或者电容性无功功率。
（2）异步电机
异步电动机是基于气隙旋转磁场与转子绕组感应电流相互作用产生电磁转矩而实现能量转换的一种交流电机。异步电动机一般为系列产品，品种规格繁多，其在所有的电动机中应用最为广泛，需量最大。目前，在电力传动中大约有90%的机械使用交流异步电动机，所以，其用电量约占总电力负荷的一半以上。
异步电动机具有结构简单，制造、使用和维护方便，运行可靠以及质量较小，成本较低等优点。并且，异步电机有较高的运行效率和较好的工作特性，从空载到满载范围内接近恒速运行，能满足大多数工农业生产机械的传动要求。异步电动机主要广泛应用于驱动机床、水泵、鼓风机、压缩机、起重卷扬设备、矿山机械、轻工机械、农副产品加工机械等大多数工农生产机械以及家用电器和医疗器械等。
应用现状：在异步电动机中较为常见的是单相异步电动机和三相异步电动机，其中三相异步电动机是异步电动机的主体，三相异步电动机可用于驱动各种通用机械如压缩机、水泵、破碎机、切削机床、运输机械及其他机械设备，在矿山、机械、冶金、石油、化工、电站等各种工矿企业中作原动机用等。而单相异步电动机一般用于三相电源不方便的地方，大部分是微型和小容量的电机，在家用电器中应用比较多，例如电扇、电冰箱、空调、吸尘器等。
2.3、信号电机
1、位置信号电机
目前最有代表性的位置信号电机：旋转变压器、感应同步器和自整角机。
（1）旋转变压器
旋转变压器是一种电磁式传感器，又称同步分解器。它是一种测量角度用的小型交流电动机，用来测量旋转物体的转轴角位移和角速度，由定子和转子组成。其中定子绕组作为变压器的原边，接受励磁电压，励磁频率通常用400、3000及5000HZ等。转子绕组作为变压器的副边，通过电磁耦合得到感应电压。
应用现状：旋转变压器是一种精密角度、位置、速度检测装置，适用于所有使用旋转编码器的旋转变压器旋转变压器场合，特别是高温、严寒、潮湿、高速、高震动等旋转编码器无法正常工作的场合。由于旋转变压器以上特点，可完全替代光电编码器，被广泛应用在伺服控制系统、机器人系统、机械工具、汽车、电力、冶金、纺织、印刷、航空航天、船舶、兵器、电子、冶金、矿山、油田、水利、化工、轻工、建筑等领域的角度、位置检测系统中。也可用于坐标变换、三角运算和角度数据传输、作为两相移相器用在角度–数字转换装置中。
（2）感应同步器
感应同步器是利用两个平面形绕组的互感随位置不同而变化的原理组成的，可用来测量直线或转角位移。其中，测量直线位移的称为直线感应同步器（或称长感应同步器），测量转角位移的称为侧感应同步器（或称旋转式感应同步器）。同步器具有测聚精度和分辨力高，抗干扰能力强，受环境影响小、使用寿命长、维护简单，可拼接成各种测量长度且能保持单元精度，工艺性好、成本较低，便于复制和成批生产等优点。因此，同步器广泛地应用于大型机床和中型机床上，作为数字位移提供显示或控制装置。
应用现状：感应同步器的应用非常广泛，可用于测量线位移、角位移以及与此相关的物理量，如转速、振动等。直线感应同步器常应用于大型精密机床、坐标铣床及其他数控机床的定位控制和数显;圆感应同步器常用于需达天线定跟踪、导惮制导、精密机床或测量仪器设备的分度装置等。
（3）自整角机
自整角机是利用自整步特性将转角变为交流电压或由交流电压变为转角的感应式微型电机，在伺服系统中被用作测量角度的位移传感器。自整角机还可用以实现角度信号的远距离传输、变换、接收和指示。两台或多台电机通过电路的联系，使机械上互不相连的两根或多根转轴自动地保持相同的转角变化，或同步旋转，电机的这种性能称为自整步特性。在伺服系统中，产生信号一方所用的自整角机称为发送机，接收信号一方所用自整角机称为接收机。
应用现状：自整角机广泛应用于冶金、航海等位置和方位同步指示系统和火炮、雷达等伺服系统中。
2、速度信号电机
最有代表性的速度信号电机是测速发电机，其实质上是一种将转速变换为电信号的机电磁元件，其输出电压与转速成正比。从工作原理上讲，它属于“发电机”的范畴。测速发电机在控制系统中主要作为阻尼元件、微分元件、积分元件和测速元件来使用。
2.4、按电机工作原理分类
根据工作原理的不同，电机分为直流电机、感应电机（异步电机）、同步电机，接下来分别分析它们的工作原理。
A、 直流电机
定子绕组为直流绕组，产生固定的气隙磁场；转子的直流励磁绕组连接到转轴上的换向片上，换向片与固定不动的电刷接触，直流励磁电流通过电刷通入。在转子旋转过程中，换向片与电刷交替接触，实现电流的换向，保持转子线圈在不同气隙磁场下受到的安培力方向始终与旋转方向相同，实现连续的旋转。
B、 感应电机
定子绕组为交流绕组，可以产生旋转磁场；转子绕组为短路的交流绕组（鼠笼型转子），在旋转磁场中可以感应出交流电，进而受到安培力，使得转子旋转起来（类似于楞次定律）。转子绕组感应出电流的关键在于旋转磁场与转子的旋转速度不同（存在转差），因而感应电机又称异步电机。
C、 同步电机
定子绕组为交流绕组，可以产生旋转磁场；转子绕组为直流励磁绕组，相当于直流电机中的主磁极；转子上还安装了阻尼绕组，用于启动电机和削减振荡。按照转子形状又可以分为隐极式和凸极式。
| 类型 | 结构特点 | 优点 | 缺点 |
|---|---|---|---|
| 隐极式同步电机 | 转子为圆柱形，由整块的高强度合金锻造而成 | 1、机械强度高，可以用于离心力大的高速电机 | 1、因为是整块合金锻造而成，所以直径比较小 2、转子不易通风散热 |
| 凸极式同步电机 | 转子有明显的凸极，由钢板叠压而成 | 1、因为是压叠而成，所以直径可以做得比较大 | 1、气隙磁场不均匀 2、机械强度不高，多应用于低速场合，如水力发电机 |
同步电机的转子与旋转磁场转速相同，通过转子磁场与定子磁场之间的相互作用产生电磁转矩使得转子旋转起来。
3 共同点
1) 三者都是外定子、内转子结构，依靠转子绕组受到的安培力产生电磁转矩，实现旋转效果；
2) 直流电机本质上也是一种同步电机，只是它通过电刷换向，使得直流电产生的固定磁场产生旋转磁场的效果；
3) 感应电机和同步电机的定子结构相同；
4) 同步电机的阻尼绕组与感应电机的转子绕组相同；
4 各自优缺点
| 电机种类 | 优点 | 缺点 | 其他 |
|---|---|---|---|
| 直流电机 | 1、具有平滑、经济、范围宽广的调速性能； 2、过载能力强； 3、启动性能良好； 4、制动转矩大； | 1、换向问题显著。由于使用电刷换向而可靠性大大降低、结构复杂、成本高、维修不便； | 作为电动机时，适用于高精度、高性能地电力拖动系统； 作为发电机时，常作为励磁、电解、电镀、电冶金、充电和某些化工工业等地电源； |
| 感应电机 | 1、转子不需要连接额外的电源，结构简单、制造方便、价格便宜； 2、运行可靠； | 1、不能在较宽的范围内经济地实现平滑调速； 2、作为负载时必须从电网吸收无功功率，会使电网质量变差； | 多作为电动机使用。 |
| 同步电机 | 1、运转平稳，过载能力强； 2、转速不随负载而变化； 3、效率高； 4、可以实现功率因数超前，向电网提供无功功率，改善电网质量； | 1、转子需要安装额外的励磁装置，结构复杂、维护不便、成本较高； 2、起动性能差； | 多作为发电机使用，在工矿企业和电力系统中也作为补偿机应用。 |
每种类型的电机的优缺点本质上是由其静态特性和动态特性决定的，故在后面的文章中会从这两个角度来解释存在上述优缺点的原因，以便更好地掌握每种类型电机的性能。
三、电动机的型号参数
电动机型号是便于使用、设计、制造等部门进行业务联系和简化技术文件中产品名称、规格、型式等叙述而引用的一种代号。下面为大家介绍电动机型号含义等信息。
1、类型代号是表征电机的各种类型而采用的汉语拼音字母。比如：
异步电动机 Y 同步电动机 T
同步发电机 TF 直流电动机 Z
直流发电机 ZF
2、特点代号是表征电机的性能、结构或用途，也采用汉语拼音字母表示。比如：
隔爆型用B表示 YB轴流通风机上用 YT
电磁制动式 YEJ 变频调速式 YVP
变极多速式 YD 起重机用 YZD等。
3、设计序号是指电机产品设计的顺序，用阿拉伯数字表示。对于第一次设计的产品不标注设计序号，对系列产品所派生的产品按设计的顺序标注。
比如：Y2 YB2
4、励磁方式代号分别用字母表示，S表示三次谐波，J表示晶闸管，X表示相复励磁。
如：Y2– 160 M1 – 8
Y：机型，表示异步电动机；
2：设计序号，“2”表示第一次基础上改进设计的产品；
160：中心高，是轴中心到机座平面高度；
M1：机座长度规格，M是中型，其中脚注“2”是M型铁心的第二种规格，而“2”型比“1”型铁心长；
8：极数，“8”是指8极电动机。
如：Y 630—10 /1180
Y表示异步电动机；
630表示功率630KW；
10极、定子铁心外径1180MM。
B、规格代号主要用中心高、机座长度、铁心长度、极数来表示
1、中心高指由电机轴心到机座底角面的高度;根据中心高的不同可以将电机分为大型、中型、小型和微型四种，其中中心高
H在45mm~71mm的属于微型电动机；
H在80mm~315mm的属于小型电动机；
H在355mm~630mm的属于中型电动机；
H在630mm以上属于大型电动机。
2、机座长度用国际通用字母表示：
S—短机座
M—中机座
L—长机座
3、铁心长度用阿拉伯数字1、2、3、4、、、由长至短分别表示。
4、极数分2极、4极、6极、8极等。
C、特殊环境代号有如下规定：
特殊环境代号
“高”原用 G
船(“海”)用 H
户“外”用 W
化工防“腐”用 F
热带用 T
湿热带用 TH
干热带用 TA
D、补充代号仅适用于有补充要求的电机
举例说明：
产品型号为YB2-132S-4 H的电动机各代号的含义为：
Y：产品类型代号，表示异步电动机；
B：产品特点代号，表示隔爆型；
2：产品设计序号，表示第二次设计；
132：电机中心高，表示轴心到地面的距离为132毫米；
S：电机机座长度，表示为短机座；
4：极数，表示4极电机；
H: 特殊环境代号，表示船用电机。
通过以上对电动机型号详细的介绍，相信以后看到产品型号，就能知道该电机的类型、特点、设计序号、电机的规格以及它所使用的环境等信息。
四、各种电机的比较
4.1、异步电动机 VS 同步电动机
异步电动机：电机转速小于定子磁场的同步转速，由于内部构造的不同，其如果同步磁场的转速，就不会产生驱动力了！
同步电动机：电机的转速与定子磁场的转速相同。
1、感应电动机 VS 交流换向器电动机
感应电动机：在定子回路中通入三相交流电，三相不断变换，进而形成的磁场方向不断变化，从而转子想当于作了切割磁感线的动作，进而形成感应电流，产生力，推动其转动。
三相异步电动机：接入380V的三相电，不断变换，产生磁场，电机转子与定子旋转磁场不同步。
单相异步电动机：接入220V，单相电；定子上有两相绕组，在空间互差90°电角度，一相为主绕组，又称为运行绕组；另一相为副绕组，又称起动绕组。转子采用普通鼠笼式转子结构一相绕组单独通入交流电流时，产生的磁动势。两相绕组同时通入相位不同的交流电流时，在电机中产生的磁动势一般为椭圆旋转磁动势，特殊情况下可为圆形旋转磁动势。
罩极异步电动机：也是单相电机，通入220V单相电，内部有两个绕组,一个主绕组,一个副绕组,其副绕组为罩极环,用于产生一个与主磁场有相位差的罩极磁场,两个磁场相互作用形成旋转磁场
交流换向器电动机：电机通入交流电，经过换向器，换向器将其原始波形 处理成 半个波形，也就是正弦的一半，原理也是电磁感应！
单相串励电动机：单相：通入单相电；串励：电枢绕组与励磁绕组串联在一起工作；其有些也属于交直流两用电动机
交直流两用电动机：在交流电下可用，在直流电下也可用
推斥电动机：属于单相交流换向器电动机，定子绕组由单相电源供电，转子为一个借电刷短接的带有换向器的电枢绕组。当电刷从几何中线逆时针偏离时，转子顺时针转动；当电刷从几何中线顺时针偏离时，转子逆时针转动。因为有这种转向与电刷偏离方向相反的现象，故称为推斥电动机
2、永磁同步电动机 VS 磁阻同步电动机 VS 磁滞同步电动机
永磁同步电动机：永磁体提供励磁（励磁：向同步电动机或发电机提供工作磁场的装置）
磁阻同步：利用转子交轴和直轴磁阻不等而产生磁阻转矩的同步电动机；
磁滞同步：利用磁滞材料产生磁滞转矩
4.2、直流电动机 VS 交流电动机
1、永磁同步电机 VS 无刷直流电机
现代电机与控制技术以电流驱动模式的不同将永磁无刷直流电动机分为两大类：1）方波驱动电机，也即无刷直流电机(BLDC)；2)正弦波驱动电机：也即永磁同步电机(PMSM)。
相同点：1）它们的电动机都是永磁电动机，转子由永磁体组成基本结构，定子安放有多相交流绕组；2）都是由永久磁铁转子和定子的交流电流相互作用产生电机的转矩；3）在绕组中的定子电流必须与转子位置反馈同步；4）转子位置反馈信号可以来自转子位置传感器，或者像在一些无传感器控制方式那样通过检侧电机相绕组的反电动势等方法得到。
不同点：1）反电势不同， PMSM具有正弦波反电势，而BLDC具有梯形波反电势；2）定子绕组分布不同， PMSM采用短距分布绕组，有时也采用分数槽或正弦绕组，以进一步减小纹波转矩；而BLDC采用整距集中绕组。3）运行电流不同，为产生恒定电磁转矩，PMSM为正弦波定子电流； BLDC为矩形波电流。4）永磁体形状不同， PMSM永磁体形状呈抛物线形，在气隙中产生的磁密尽量呈正弦波分布；BLDC永磁体形状呈瓦片形，在气隙中产生的磁密呈梯形波分布。5）运行方式不同， PMSM采用三相同时工作，每相电流相差120°电角度，要求有位置传感器。BLDC采用绕组两两导通，每相导通120°电角度，每60°电角度换相，只需要换相点位置检测。正是这些不同之处，使得在对PMSM和BLDCM的控制方法、控制策略和控制电路上有很大差别。
因设计上和控制上存在区别，导致PMSM和BLDC特性也不同，性能对比如下：
1、转矩波动
转矩脉动是机电伺服系统的最大问题, 它直接影响精确的位置控制和高性能的速度控制很困难。在高速情况下， 转子惯量可以过滤掉转矩波动。但在低速和直接驱动应用场合， 转矩波动将严重影响系统性能， 将使系统的精度和重复性恶化。而空间精密机电伺服系统绝大多数工作在低速场合，因此电机转矩脉动问题是影响系统性能的关键因素之一。PMSM和BLDCM都存在转矩脉动问题。转矩脉动主要有以下几个原因造成：齿槽效应和磁通畸变、电流换相引起的转矩及机械加工制造引起的转矩。
2、功率密度
在机器人和空间作动器等高性能指标应用场合， 对于给定的输出功率， 要求电机重量越小越好。功率密度受电机散热能力即电机定子表面积的限制。对于永磁电机， 绝大多数的功率损耗产生在定子， 包括铜耗、涡流损耗和磁滞损耗， 而转子损耗经常被忽略。所以对于一个给定的结构尺寸，电机损耗越小，允许的功率密度就越高。参考《永磁无刷直流电机技术》，知在相同的尺寸下， BDLC与PMSM相比，可以多提供15%的功率输出。如果铁耗也相同，BDLC的功率密度比PMSM可提高15%。
3、转矩惯量比
转矩惯量比指的是电机本身所能提供的最大加速度。因为BDLC可以比PMSM多提供15%的输出功率， 所以它可获得被PMSM多15%的电磁转矩。如果BDLC和PMSM具有相同速度，它们的转子转动惯量也相同，那么BDLC的转矩惯量比要比PMSM大15%。
4、传感器方面
（1)转子位置检测：BLDC中每一时刻只有两相绕组导通， 每相导通120°电角度， 只要正确检测出这些换相点， 就能保证电机正常运行， 通常使用3个霍尔传感器。在PMSM中，需要正弦波电流，电机工作时所有三相绕组同时导通， 需要连续的位置传感器， 最常见的是精度很高的编码器。
（2)电流检测：对于三相电动机而言，为了控制绕组电流，需要得到三相电流信息。通常采用两个电流传感器，因为三相电流之和为0。对于一些简易型无刷直流电机控制系统钟，可只采用一个电流传感器来检测母线的电流来降低成本
五、电机的应用实例
某CD制造厂包装车间进行技术改造，项目为两台包装机进行连线生产，方案为用输送带配以机械手输送，整体用PLC控制，辅以气动元件、定位元件、低压电路元件、机械传动元件等，组成一个闭环控制回路。输送带电机选择依据及相关计算如下：
一、工况分析：
上机SKS包装机的最大产量为每小时6120盒，下机片式包装机的一般产量为每小时70包，按十盒每包即为7000盒，输送带的输送量应大于上机生产速度而小于下机生产速度，所以输送带的输送速度确定为每小时6500盒，65包，CD盒的尺寸为：142×124×10，所以输送皮带的最小输送速度为：每小时9.23米，约为每分钟0.154米，而输送带传动棍子直径为Φ20mm，则输送带传动棍子速度最小约为2.45r/min。
一盒CD最重的包装是70克，一包是10盒，700克，输送带一般都有5—7包，所以输送带一次输送重量为3.5KG—4.9KG，计算时取最大重量5KG。由于有物料定位，要求输送距离精确，过转量小，所以电机必需要有以下特点：断电后即制动保持负载；制动速度快，过转量小；可实现频繁启动，上文已经算出每小时要输送65包，即输送1包55秒，所以电机每分钟至少要启停2次。
二、具体计算如下：
①皮带轮机构：
皮带与工作物的总重量m1=10kg
滑动面的摩擦系数μ=0.3
滚轮的直径D=20mm
滚轮的重量m2=1kg
皮带滚轮的效率η=0.9
皮带的速度V=28mm/s±10%
电机电源单相220V50Hz
工作时间1天24小时运转
②决定减速箱的减速比：
减速比输出轴转速：NG=(V?60)/(π?D)=((28±14)×60)/(π×20)=26.7±2.7[r/min]
因电机（4极）在50Hz时的额定转速为1500r/min左右，所以应选择在此范围内的减速比i=60。
减速箱的减速比i为：i=(1500)/NG=(1500)/(26.7±2.7)=51~62.5
③计算必要转矩：输送带起动时所需的转矩为最大。先计算起动时的必要转矩。
滑动部的摩擦力F=μm·g=0.3×10×9.807=29.4[N]
负载转矩TL=F·D/2·η=(29.4×10-3)/(2×20×0.9)=0.326[N·m]
此负载转矩为减速箱输出轴的数值，因此需换算成电机输出轴的数值。电机输出轴的必要转矩TM
TM=TL/i·ηG=0.326/(60×0.66)=0.00824[N·m]=8.24[mN·m]减速箱的传导效率ηG=0.66）按使用电源电压波动（220V±10%）等角度考虑，设定安全率为2倍。8.24×2≈16.48[mN·m]
电机所需功率Pm=(1.5~2.5)TLPnLP取系数为2，则
Pm=2T·2πn=2×0.01648×2×π×1500/60=5.17W
起动转矩为16.48N·以上的电机，可参阅标准电机型号/性能表来选择。
电机：60YB06DV22，再选用可与60YB06DV22组合的减速箱60GK60H。
④确认负载惯性惯量：皮带·工作物的惯性惯量
Jm1=m1×(π×D/2π)2 =5×(π×20×-3/2π)210 =5×-4[kg·2]10m2
滚轮的惯性惯量Jm2=1/8×2×mD=1/8×(20×-3)21×10-4=0.5×[kg·2]10m
减速箱输出轴的全负载惯性惯量 J=5×-4+0.5×-4×10102=6×-4[kg·2]10m
查厂家技术手册得60GK60H电机输出轴的容许负载惯性惯量Jm=0.062×-4[kg·2]。10m2
JG=Jm×=0.062×-4×2=223.2×-4[kg·2]i106010m因J＜JG，即负载惯性惯量为容许值以下，故可以使用。且所选用的电机额定转矩为40mN·m，较实际负载转矩为大，因此电机能以比额定转速更快的转速运转。
再依据无负载时的转速（约1500r/min）来计算皮带的速度，确认所选制品是否符合规格要求。
V=(NM·π·D)/60·i=(1500×π×20)/(60×60)=26.17[mm/s]
以上确认结果为均能满足规格要求。
综上所述，对负载工况的分析、负载计算，是选用电机、减速箱的基础。
