电机结构可以简化为下图2.1所示，电刷的正负极如图中标注所示，此时由安培力左手定则能得出，N极磁铁下面的导体线圈受到水平向左的作用力，离S极较近的线圈受到水平向右的作用力，整个线圈绕组逆时针旋转，当线圈旋转到水平位置时刻，电刷改变绕组中通电电流方向，线圈继续逆时针旋转，直到线圈下一次水平，电刷再次改变线圈通电方向，由此往复，转子线圈得以持续旋转。

  图2.1中所示的直流有刷电机原理简化图中，在线圈水平时刻，线圈安培力均指向电机轴心，有效转矩为零，此时电机可以靠惯性转过转矩零点，但是假设电机在启动的时候，线圈恰巧处于水平位置，电机此时是无法启动的。

  由电动机主体和驱动器组成，无刷电机的无刷是指无电刷和换向器（或集电环）。使用电子装置的换向器。

  交流感应电机由分布的定子绕组和一个鼠笼式转子或绕组转子组成。在使用的时候，给三相定子绕组通入三相交流电以产生旋转磁场，此时转子导体被动切割磁力线产生感应电动势和电流，进而产生了旋转的转子磁场，两个磁场相互作用，定子因此产生旋转。转子磁场滞后于定子磁场。

  以永磁体提供励磁，是由脉冲宽度调制 （PWM）的三相桥（三个半桥）驱动，以此方便采用频率幅度可变的电压和电流为电机供电。

  步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。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（步距角）。

  电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响。能够最终靠控制脉冲的个数来控制电机的角位移量，达到精确定位的目的；可以经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。

  通常将前四种交直流电机称为伺服电机，下表是伺服电机与步进电机的一些比较。

  电机驱动器，又称为变频器或者变速器，是一种通过改变电机输入信号的频率和幅度来调整电机转速和转矩的控制器。也称电子调速器（Electronic Speed Control，ESC），简称电调。

  伺服驱动器又称为伺服放大器或放大器，是将从控制器输入的脉冲信号或模拟量信号经内部计算放大后输出给电机的装置。

  直流电机的驱动放大都是采用晶体管功率放大器来实现的。晶体管放大器系统可以分为两种类型：线性放大器和开关型放大器。

  线性放大器几乎都采用晶体管，线性地提供所需的直流电流。线性放大器一般仅在小功率的场合有所应用。

  开关型放大器可采用晶体管，也可采用普通晶闸管。在开关型放大器中，输出级的功率器件工作在迅速地从非导通状态到完全导通状态。当处于非导通状态时，功率器件不消耗能量；而完全导通时功率器件上的压降很小，这样避开了工作在线性放大区域，因此功率输出级的损耗就很小。而大量采用的是开关型放大器。开关型放大器通常可分为三种：脉宽调制(PWM)，脉冲频率调制(PFM)和可控硅整流(SCR)。

  直流电机的转子在匀速转动时，各定子绕组会产生反电动势，电机结构不同，产生的反电动势波形也会不同，有方波反电动势和正弦波反电动势。方波的通常采用方波电流驱动，正弦波的通常采用正弦波电流驱动。

  方波驱动的原理：无刷电机有 A、B、C 三相输入端口，所以电调有三个输出端，一个端有两个开关，一共是六个开关，这也叫全桥驱动电路。每次按照一定的次序同时闭合两个开关，就可以保证 A、B、C 每次都有两个端口连接电源的正负极。同时，引入脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation，PWM）进行调速，PWM通过调制一列方波的脉冲宽度，来改变输出到电机的平均电压，而平均电压一变化，速度就变化了。

  励磁控制法控制磁通中，其控制功率虽然较小，但低速时受到磁饱和强度的限制，高速时受到换向火花和换向器结构强度的限制，而且由于励磁线圈电感较大，动态响应较差。

  电枢电压控制法改变电枢端电压调速。较为常用，比如，由交流电源供电，使用晶闸管整流器进行相控调压；使用硅整流器将交流电整流成直流电或由蓄电池等直流电源供电，再由PWM 斩波器进行斩波调压等。斩波调压比相控调压又有许多优点，如：需要的滤波装置很小，甚至只利用电极电感已经足够，不需要外加滤波装置：电机的损耗和发热较小；动态响应快等。

  改变式中三个量定子供电频率、电机磁极对数和转差率中的任何一个都可以达到改变转速的目的。故异步电机的调速方法可由此市分为变频调速、变极调速和变转差率调速三种，而变转差率的方法又能够最终靠调节定子电压、转子串电阻、电磁转差离合器调速以及串极调速来实现。

  由于交转差率调速需要改变转差率，必然会有附加的转差功率损耗，效率很低．称为低效型交流调速。在变极调速中由于级对数是正整数，所以用这种方法只能得到极差较大的有级调速。

  在变频调速中由于频率能连续改变，所以用这一办法能够得到平滑的无级调速，并没有人为地加大转差率。不产生附加的转差功染损托，所以效率很高，称为高效型交流调速。

  有感检测相对简单，利用编码器、霍尔传感器等传感器就可以检测转子的位置。无感检测不需要在电机内部添加传感器，成本低、应用广，常用的有反电动势法。

  电机参数：输入功率，输出功率，额定电流，堵转电流，额定转速，加速度，减速度，震动，噪音，功率因素，效率，堵转转矩，额定转矩，最大转矩，转动惯量，相间绝缘电阻，相对地绝缘电阻等；

  从应用角度讲：最高转速，最低转速，转矩（不同转速下），加速度，减速度，震动，噪音，供电电源等等；伺服步进电机特有的定位精度，响应时间等等。

  测功机是电机的主要测量设备，传统测功机主要是针对电机的输入电压、电流、输出转速、扭矩做测量，计算出电机的输入输出功率和效率。

  电机行业的快速的提升，电机测试项目慢慢的变多，测功机的功能也随之丰富起来，电机行业当前需要对电机与驱动器进行完整的测试与性能分析，电机性能分析，驱动器分析以及对控制特性瞬态波形与控制响应的分析，传统的测功机是没办法做到的，图为电机行业测试的新需求。

  控制模块通过测试设备对被测电机的温度监控、扭矩、转速、功率、母线电流（电压)、基波含量、电机的数据如功率（输出功率）等数据的实时采集、自动记录，对其进行数据处理、二次分析。

  可实时显示：系统效率、驱动器效率、电机效率、反转电势系数、力矩系数等电机参数。该系统只需要用户在终端电脑上就可以对电源、功率分析仪和测功机三者进行监控，该系统大大的节约了人力资源，提高了实验效率。