電動機是壹種將電能轉化為機械能的裝置。電機廣泛應用於機械、冶金、石油、煤炭、化學、航空、交通、農業等行業。隨著工業自動化程度的不斷提高，需要使用各種控制電機作為自動化系統的部件，在人造衛星的自動控制系統中，電機也是不可缺少的。此外，電機越來越廣泛地應用於國防、文化、教育、醫療和日常生活(現代家電行業)。
壹般電機主要由兩部分組成:固定的部分叫定子，旋轉的部分叫轉子。此外，還有端蓋、風扇、外殼、支架、接線盒等。
電機的工作原理是基於電磁感應定律，全電路歐姆定律，電磁力定律。當磁極順時針旋轉時，磁極的磁力切割轉子線棒，線棒中感應出電動勢。電動勢的方向由右手定則決定。因為運動是相對的，如果磁極不動，轉子線棒逆時針旋轉，也可以在線棒中感應出電動勢。在電動勢的作用下，閉合導體中產生電流。電流與旋轉磁極的磁場相互作用，使轉子線棒受到電磁力(安培力)，電磁力的方向可由左手定則決定。電磁力產生電磁轉矩，轉子旋轉。伺服電機伺服電機廣泛應用於各種控制系統中，它可以將輸入的電壓信號轉換成電機軸上的機械輸出，拖動被控元件，從而達到控制的目的。伺服電機可分為DC和交流；最早的伺服電機是通用的DC電機，在控制精度不高的時候作為伺服電機使用。目前，DC伺服電機在結構上屬於小功率DC電機，其勵磁多采用電樞控制和磁場控制，但通常采用電樞控制。按照旋轉電機的分類，DC伺服電機在機械特性上可以滿足控制系統的要求，但由於換向器的存在存在很多缺點:換向器與電刷之間容易產生火花，幹擾驅動器的工作，不能在有可燃氣體的場合使用；電刷和換向器之間有摩擦，會產生較大的死區；結構復雜，維護困難。交流伺服電機本質上是壹種兩相異步電機，控制方式主要有三種:幅值控制、相位控制和幅相控制。壹般來說，伺服電機要求電機的速度應該由施加的電壓信號來控制；轉速可以隨著外加電壓信號的變化而連續變化；電機應具有快速響應、小體積和低控制功率。伺服電機主要用於各種運動控制系統，尤其是伺服系統。2.2步進電機所謂步進電機，是將電脈沖轉化為角位移的執行機構；更壹般地說，當步進驅動器接收到壹個脈沖信號時，它驅動步進電機按設定的方向旋轉壹個固定的角度。我們可以通過控制脈沖的個數來控制電機的角位移，從而達到精確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機旋轉的速度和加速度，從而達到調速的目的。目前常用的步進電機有反應式步進電機(VR)、永磁步進電機(PM)、混合式步進電機(HB)和單相步進電機。步進電機與普通電機的區別主要在於它的脈沖驅動形式。正是這壹特點，使得步進電機可以與現代數字控制技術相結合。然而，步進電機在控制精度、速度變化範圍和低速性能方面不如傳統的閉環DC伺服電機。所以主要用在精度要求不是特別高的場合。步進電機因其結構簡單、可靠性高、成本低，被廣泛應用於生產實踐的各個領域。特別是在數控機床制造領域，步進電機由於可以不經過A/D轉換，直接將數字脈沖信號轉換成角位移，壹直被認為是數控機床最理想的執行機構。除了在數控機床中的應用，步進電機還可以用在其他機器中，如自動送料機中的電機、通用軟盤驅動器中的電機、打印機和繪圖儀等。另外，步進電機也有很多缺陷；由於步進電機有空載啟動頻率，低速時可以正常運行，但高於壹定速度時就不能啟動，並伴有尖銳的嘯叫；不同廠家的細分驅動精度可能相差很大，細分數越大，精度越難控制；而且步進電機低速旋轉時振動大，噪音大。2.3力矩電機所謂力矩電機是壹種扁平多極永磁DC電機。它的電樞有更多的槽，換向器和串聯導體，以減少扭矩波動和速度波動。力矩電機有兩種:DC力矩電機和交流力矩電機。其中DC力矩電機的自感電抗很小，所以響應很好；它的輸出轉矩與輸入電流成正比，與轉子的速度和位置無關。它可以直接與負載相連，在接近鎖止轉動的狀態下低速運轉而不需要齒輪減速，因此它可以在負載的軸上產生很高的力矩慣量比，消除了使用減速齒輪帶來的系統誤差。交流力矩電機可分為同步和異步兩種，目前常用的是鼠籠式異步力矩電機，具有轉速低、轉矩大的特點。總的來說，紡織行業常用交流力矩電機，其工作原理和結構與單相異步電機相同，但由於鼠籠式轉子電阻較大，機械特性較軟。2.4開關磁阻電機開關磁阻電機是壹種新型調速電機，結構極其簡單牢固，成本低廉，調速性能優良。它是傳統控制電機的有力競爭者，具有強大的市場潛力。2.5無刷DC電機無刷DC電機(BLDCM)是在無刷DC電機的基礎上發展起來的，但其驅動電流是不折不扣的交流電；無刷DC電機可分為無刷速度電機和無刷力矩電機。壹般來說，無刷電機的驅動電流有兩種，壹種是梯形波(壹般是“方波”)，壹種是正弦波。有時前者被稱為DC無刷電機，後者被稱為交流伺服電機，正是交流伺服電機的壹種。為了減小轉動慣量，無刷DC電機通常采用“細長”結構。無刷DC電機在重量和體積上比無刷DC電機小得多，相應的轉動慣量可以降低40%-50%左右。由於永磁材料的加工問題，無刷DC電機壹般容量在100kW以下。這種電機具有機械特性和調節特性的線性度好、調速範圍寬、壽命長、維護方便、噪音低等優點，並且沒有電刷帶來的壹系列問題，因此這種電機在控制系統中有很大的應用潛力。3動力電機3.1 DC電機DC電機是最早的電機。19結尾，大致可以分為換向器和非換向器兩類。DC電機具有更好的控制特性。DC電機在結構、價格、維護等方面都不如交流電機。但交流電機的調速問題壹直沒有得到很好的解決，而DC電機具有調速性能好、起動容易、帶負載起動等優點，所以目前仍被廣泛使用，尤其是可控矽DC電源出現以後。3.2異步電動機異步電動機是基於氣隙旋轉磁場與轉子繞組感應電流的相互作用，產生電磁轉矩，實現能量轉換的交流電動機。異步電機壹般是各種規格的系列產品，在所有電機中應用最廣，需求量最大；目前電傳動中約90%的機器采用交流異步電動機，因此其用電量占總電力負荷的壹半以上。異步電動機具有結構簡單、制造、使用和維護方便、運行可靠、質量小、成本低等優點。而且異步電機運行效率高，工作特性好，從空載到滿載恒速運行，可以滿足大多數工農業生產機械的傳動要求。異步電動機廣泛用於驅動機床、泵、鼓風機、壓縮機、起重設備、礦山機械、輕工機械、農副產品加工機械、大部分工農業生產機械以及家用電器和醫療器械。在異步電動機中，常見的有單相異步電動機和三相異步電動機，其中三相異步電動機是異步電動機的主體。單相異步電動機壹般用於三相供電不方便的地方，多為微型、小容量電動機，廣泛應用於家用電器，如風扇、冰箱、空調、吸塵器等。3.3同步電機所謂同步電機，是由交流電驅動的電機，轉子和定子的旋轉磁場同步運行。同步電機的定子和異步電機的定子完全壹樣；不過轉子有兩種:凸極式和隱極式。凸極轉子同步電機結構簡單，制造方便，但機械強度低，適用於低速運行場合。隱極同步電機制造工藝復雜，但機械強度高，適合高速運行。同步電機的工作特性與所有電機相同。同步電機也是“逆行”，即可以發電機模式運行，也可以電動機模式運行。同步電動機主要用於大型機械，如鼓風機、泵、球磨機、壓縮機、軋機、小型和微型儀器設備或作為控制元件；其中，三相同步電機是其主體。此外，它還可以用作調制器，向電網傳輸感性或容性無功功率。4信號電機4.1位置信號電機目前最具代表性的位置信號電機有旋轉變壓器、感應同步器和自整角機。旋變器本質上是壹個變壓器，可以任意改變壹次繞組和二次繞組的耦合度。其結構與繞線式異步電動機相同。定子和轉子有兩組相互垂直分布的繞組，轉子繞組通過滑環和電刷與外部電路相連。當初級繞組勵磁時，次級繞組的輸出電壓與轉子的轉角成正弦、余弦、線性或其他函數關系，可用於計算裝置中的坐標變換和三角運算，也可用作控制系統中的角度數據傳輸和移相器。感應同步器是壹種高精度的位置或角度檢測元件，有盤式和線型兩種。圓盤式感應同步器用於測量轉角位置；直線感應同步器用於測量直線位移。自整角機是壹種感應式機電元件，廣泛應用於伺服系統中作為角度傳遞、變換和指示的裝置。在控制系統中，往往是兩個或兩個以上的軸壹起使用，使兩個或兩個以上沒有機械連接的軸自動保持相同的旋轉角度變化或同步旋轉。4.2速度信號電機最具代表性的速度信號電機是測速發電機，它本質上是壹種將轉速轉化為電信號的機電元件，其輸出電壓與轉速成正比。從工作原理上來說，屬於“發電機”的範疇。測速發電機在控制系統中主要用作阻尼元件、微分元件、積分元件和測速元件。測速發電機可分為DC和交流。DC測速發電機可分為他勵發電機和永磁發電機。其結構和工作原理與小功率DC發電機相同，輸出功率通常較小。作為計算元件，要求其輸出電壓的線性誤差和溫度誤差低於上限。交流測速發電機可分為同步和異步。同步測速發電機包括:永磁式、感應式和脈沖式；杯形轉子異步測速發電機是應用最廣泛的壹種。為了提高測速發電機的精度和可靠性，目前出現了無刷結構的霍爾效應DC測速發電機。由於這種霍爾效應無刷DC測速發電機是壹種沒有齒槽和繞組的電機，不會因為齒槽而產生“齒槽諧波電勢”。這種電機結構簡單，便於小型化。