不同电机的优劣对比整理归纳。
先说单相异步电机：
优点：
- 只需要单相交流供电，供电容易
- 无需变频器驱动，成本低廉
缺点
- 无法调速
- 效率低
- 有 100hz 的工频振动
再说三相异步电机：
优点：
- 功率密度大于单相异步电机
- 同功率下成本低于单相电机（有三相供电的情况下）
- 转矩恒定，无齿槽转矩波动，无 100hz 工频振动
- 便于开环控制
缺点：
- 无三相电源的情况下，比单相电机要多一个变频器的成本
- 效率略低于无刷电机
- 功率密度低于无刷电机
再说无刷电机：
优点：
- 效率高
- 功率密度大
缺点：
- 必须搭配无刷电机驱动器使用，成本高
- 无刷电机驱动器成本略高于变频器
- 电机有永磁铁，害怕高温
- 稀土永磁铁转子成本于鼠笼式异步电机转子
- 永磁体带来齿槽转矩波动
接着说永磁同步电机：
优点：
- 相比无刷电机，齿槽转矩波动小（三相异步电机理论上无转矩波动，实际有一些）
缺点：
- 效率略低于无刷电机
- 正弦波控制器成本高于无刷电机的方波控制
我把无刷电机和永磁同步电机单列出来，因为这俩东西看起来差不多，实际也差不多，遵循的也是同样的原理。 但是，还是有较大的差异，主要体现在绕组上。
无刷电机的绕组一般使用集中式绕组。所谓集中式绕组，指绕组的跨距为1。 集中式绕组跨距小，大大的节约绕组的铜线成本。因为只有嵌入定子槽的铜线才能产生有用的磁场。而在定子槽外面的那部分端线，其磁场是不产生输出的。集中式绕组的端线少，因此成本低。节约的端部铜线成本可以抵消永磁体带来的成本增加。因此无刷电机成本不会大幅高于异步电机，某些情况下可能还低于异步电机。
但是缺点也是集中式绕组带来的：转矩波动大。
因此，改用和异步电机一样的长跨距绕组，则可以大大减小转矩波动。于是就是所谓的永磁同步电机了。
因此永磁同步电机是所有电机类型里成本最高的。
接着说控制器。
只有 异步电机和有刷电机是可以无控制器运行的。无刷电机和永磁同步电机，必须依靠控制器运行。
单相异步电机如果使用变频器控制，则实际成本（相同的轴功率的情况下）会远高于三相异步电机，因此，如果要搭配控制器，则一定不能考虑单相异步电机。
异步电机变频器，无刷电机控制器，永磁同步电机控制器，三者都可以运行在无传感器模式和有传感器模式。下面分别列出优缺点。
其中，算法成本指的就是需要的控制器的运算能力。 控制电路成本指的是为了搭配控制算法而设计的电路的成本。主要是电压电流采样。所有驱动器的功率输出级的成本是一样的。
| 开环异步 | 无感闭环异步 | 有感闭环异步 | 无感无刷电机 | 有感无刷电机 | 无感永磁同步 | 有传感器永磁同步 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 需要的传感器 | 无 | 无 | 脉冲输出转速计 | 无 | 霍尔传感器 | 无 | 单圈绝对值编码器 |
| 传感器成本 | 无 | 无 | 低 | 无 | 低 | 无 | 高 |
| 控制算法 | 简单 | 极复杂 | 简单 | 简单 | 简单 | 复杂 | 简单 |
| 算法成本 | 低 | 高 | 低 | 低 | 低 | 高 | 低 |
| 控制电路成本 | 低 | 高 | 低 | 中 | 中 | 高 | 中 |
| 控制效果 | 够用 | 好 | 极好 | 低速不行 | 极好 | 好 | 好极了 |
| 转矩波动 | 几乎没有 | 几乎没有 | 几乎没有 | 中 | 中 | 低 | 低 |
其中，无感闭环异步和无感永磁同步，硬件电路成本是最高的。 因为为了达到较好的算法估算效果，需要极高精度的电流和电压采样，并且搭配强悍的 DSP 芯片进行解算。因此实际上是成本大于有感的方案的。只不过某些应用场景下，电机无法安装传感器。例如压缩机内部的驱动电机，其高温高压的环境无法安装传感器。
低成本的情况下使用无感电机，一般使用的是控制成本适中的无刷电机。 无刷电机基于反电动势获得转子位置估算，存在低速无法估算的问题。因此一般会避开低速段，只进行中高速控制。 低速避开的方法是控制器强拖电机到中速再切换到闭环控制。因此只适合无低速工况的场景。例如风机，驱动螺旋桨的电机。
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