微特电机（微型特种电机）是指输出功率一般在750W以下（通常在数百瓦以内，很多是毫瓦级到数十瓦级）、具有特殊功能、特殊结构或特殊用途的小功率电机。它们主要分为以下结构和种类：

一、 主要组成结构

尽管种类繁多，微特电机的基本结构通常包括以下几个核心部分：

1. 定子：

   • 作用：产生电机工作的磁场或参与磁场建立。
   • 结构：通常由铁心（硅钢片叠压而成，以减小涡流损耗）和放置在铁心槽内的绕组（线圈）组成。
   • 磁场产生方式：可以是通过绕组通电励磁产生（如永磁直流电机的励磁绕组，或交流电机的定子绕组），也可以是利用安装在定子上的永磁体产生恒定磁场（如永磁直流电机、永磁无刷直流电机的定子）。
   • 机壳通常也是定子的组成部分或与定子固连，作为整个电机的结构支撑和安装基础。

2. 转子：

   • 作用：在定子磁场的作用下产生旋转运动或直线运动，输出机械能。
   • 结构：核心部件是转子铁心（也是硅钢片叠压而成），其上通常安装有：
     • 转子绕组：在磁场中通电产生电磁力（如直流电机的电枢绕组）。
     • 永磁体： 直接提供磁场源（如永磁直流无刷电机的转子）。这是非常常见的微特电机类型。
     • 笼型导条： 由铝或铜条组成短路环（如交流异步电机的转子）。
     • 反应物质： 如磁阻电机（步进电机的一种）的转子仅由高导磁铁心组成，依靠磁阻变化产生转矩。
   • 特点：需要良好的动平衡，以减少振动和噪音。

3. 换向装置：

   • 功能：主要在直流有刷电机中使用。 在转子转动时自动改变绕组中电流的方向，以确保转矩方向不变。
   • 组成：换向器（由多个互相绝缘的铜片组成，安装在转轴上）和电刷组件（由导电材料制成，通常是碳刷或金属片，固定在机壳或端盖上，通过弹簧压紧在换向器表面进行滑动接触）。
   • 注意：这是有刷直流电机的核心部件之一，也是主要的磨损点和潜在故障源。

4. 轴系：

   • 功能：支撑转子，保证转子在定子磁场中精确、灵活地转动。
   • 组成：
     • 转轴： 连接转子核心并传递转矩。
     • 轴承： 支撑转轴并减小摩擦。微特电机中常用滚动轴承（如深沟球轴承）或含油滑动轴承（成本较低）。
     • 轴承室/轴承盖： 容纳轴承并固定其在机壳上的位置。
   • 要求：高精度、低摩擦、低噪音、长寿命。

5. 端盖：

   • 功能：封闭电机两端，支撑轴承，并与机壳共同构成电机的骨架结构。
   • 组成：通常左右各一个，与机壳固紧。带有轴承室结构。

6. 附加组件（视具体类型和应用而定）：

   • 位置/速度传感器： 如霍尔传感器（检测转子位置，用于控制无刷直流电机换相）、光/磁编码器（精确检测转速和位置）、测速发电机（输出电压与转速成正比）等。
   • 驱动/控制电路： 很多现代微特电机（特别是无刷、步进、伺服）需要外置或集成（如外转子风扇电机）的电子控制器。
   • 减速器/变速箱： 某些应用需要降低转速、增大转矩。
   • 风扇/散热片： 用于功率较大或封闭结构电机的散热。
   • 特殊结构： 如直线电机的导轨、动子等。
   • 接线端子/引线： 用于连接电源和控制信号。

二、 主要种类

微特电机种类极其繁多，可按不同方式分类：

1. 按功能用途分类：

   • 驱动类微特电机： 主要用于驱动负载，对控制精度要求相对较低。
     • 代表性电机： 单相/三相异步电机（风扇、水泵、压缩机）、交直流串激/并激电机（电动工具、吸尘器）、罩极电机（小风扇）、部分直流电机等。
   • 控制类微特电机： 主要用于精密定位、速度控制、角度控制，要求响应快、精度高、运行平稳。
     • 代表性电机： 伺服电机（直流伺服、交流伺服）、步进电机、力矩电机（包括永磁力矩、磁阻式力矩）、音圈电机、直线电机、旋转变压器、测速发电机等。
   • 信号类微特电机： 主要用于物理量的变换（转角→电压、转速→电压、加速度→电信号等）。
     • 代表性电机： 自整角机、旋转变压器、感应移相器、测速发电机、陀螺电机等。
   • 电源类微特电机： 用于发电或电源变换。
     • 代表性电机： 微型发电机、电动发电机组等（这类在纯微特电机中比例相对较小）。

2. 按工作原理和结构特点分类：

   • 直流电机：
     • 有刷直流电机： 传统结构，换向器和电刷实现换向。结构简单、成本低、启动转矩大，但电刷火花、磨损、寿命是问题。
     • 无刷直流电机： 用电子换向取代机械换向器。转子为永磁体，定子为多相绕组。通过电子控制器（驱动器）和位置传感器（通常是霍尔传感器）精确控制电流换相。优点：效率高、寿命长、噪声低、速度范围宽、维护少。广泛应用：电脑风扇、硬盘主轴、无人机、电动工具、电动汽车辅助系统等。
   • 交流电机：
     • 异步（感应）电机： 单相（罩极、电容运转、电容启动等）或三相。结构简单、运行可靠、成本低。广泛用于风扇、泵、小型工业设备。
     • 同步电机： 包括永磁同步电机（广泛用于伺服、变频驱动）、磁阻式同步电机、磁滞式同步电机（精度高、噪音低，用于仪表）。
   • 步进电机：
     • 将电脉冲信号转换成角位移或直线位移。主要类型：永磁式、反应式（变磁阻式）、混合式（最常见，综合前两者优点）。特点：开环控制精度高，结构相对简单，但低频振动、高速性能受限是其不足。广泛应用：打印机、扫描仪、数控设备、机器人关节等需要精确定位的场合。
   • 开关磁阻电机：
     • 结构：定、转子均为凸极结构，定子有多相集中绕组，转子无绕组或永磁体。依靠磁阻变化产生转矩。
     • 特点：结构坚固、容错性好、高速性能优异、效率较高，但转矩脉动和噪声较大，需要专用控制器。
   • 直线电机：
     • 将旋转电磁场展开为直线运动。分有铁芯、无铁芯（平板型、U型槽型）、音圈电机（一种特殊的直驱电机）。特点：无需中间传动机构，高速、高精度、高响应。应用：半导体制造设备（光刻、晶圆传送）、精密机床、直线驱动装置。
   • 音圈电机：
     • 工作原理类似于动圈式扬声器。结构简单（线圈+永磁体），能产生直接直线推力（没有齿槽效应），运动平滑，响应极快，行程通常较短。核心应用：硬盘驱动器的磁头定位机构（要求快速、精确的微米级定位）。
   • 力矩电机：
     • 一种特殊的低速大转矩伺服电机。能长时间工作于堵转（或极低速）状态而不损坏，提供高精度的静态转矩控制。广泛应用于：线缆/带材的卷取/放卷（张力控制）、雷达/卫星天线的方位/俯仰驱动、机器人关节的直驱等。
   • 磁滞电机：
     • 依靠转子的磁滞材料（被定子旋转磁场磁化时存在磁滞现象）产生转矩。特点：转子为光滑圆柱体（无槽、无绕组），运行极其平稳安静（无齿槽转矩），启动转矩大，转速恒定性好。多用于精密仪表驱动（如陀螺仪）、同步录音设备、传真机等。
   • 特殊结构微特电机：
     • 如空心杯电机（转子无铁心，仅为杯状铜绕组，惯量极小，响应极快）、印刷绕组电机等。

总结：

微特电机虽然体积小、功率小，但其结构精巧、种类繁多，是现代自动化和信息系统中不可或缺的动力核心和控制执行元件。理解其基本结构和主要分类，有助于根据具体应用需求选择合适的电机类型。直流无刷电机、永磁同步电机、步进电机和直线电机等在现代工业和消费电子领域应用尤为广泛。