電動機的工作原理
電(dian)(dian)動馬達無處(chu)不在！在你的(de)家中，周圍看到的(de)幾乎所有機(ji)械運動都(dou)是(shi)由 AC（交流電(dian)(dian)）或 DC（直流電(dian)(dian)）電(dian)(dian)動機(ji)帶動的(de)。在本文中，我們將研究這兩種類型(xing)電(dian)(dian)動機(ji)。
通過(guo)了解(jie)電機(ji)的工(gong)作(zuo)原(yuan)理，你(ni)可以(yi)了解(jie)很多(duo)關于(yu)磁(ci)(ci)(ci)鐵、電磁(ci)(ci)(ci)鐵和電力的知識。電動機(ji)使(shi)用磁(ci)(ci)(ci)鐵產(chan)生運動。如(ru)果(guo)你(ni)曾經(jing)玩過(guo)磁(ci)(ci)(ci)鐵，你(ni)就會知道磁(ci)(ci)(ci)鐵的基本定(ding)律：異極相(xiang)吸，同極相(xiang)斥。
因此，如果你有(you)兩根條形磁(ci)鐵(tie)，其(qi)兩端標有(you)“北”和“南”，那么一個磁(ci)鐵(tie)的(de)(de)北端將吸引另(ling)(ling)一個磁(ci)鐵(tie)的(de)(de)南端。另(ling)(ling)一方面，一個磁(ci)鐵(tie)的(de)(de)北端會(hui)排斥另(ling)(ling)一個磁(ci)鐵(tie)的(de)(de)北端（而南會(hui)排斥南）。在電動(dong)機內部，這些吸引力(li)和排斥力(li)會(hui)產生旋轉運(yun)動(dong)。
目錄
電動機內部
直流電機的工作原理
玩具馬達
轉子、換向器和電刷
把它們放在一起
交流電機的工作原理
交流轉子和定子
無處不在的馬達！
電動機內部
要了(le)解(jie)電動機的(de)工(gong)作原(yuan)理，關(guan)鍵是要了(le)解(jie)電磁鐵的(de)工(gong)作原(yuan)理。
電(dian)磁鐵(tie)(tie)是電(dian)動機的基礎(chu)。你可以(yi)通過將(jiang) 100 圈電(dian)線(xian)纏(chan)繞在(zai)釘子上并將(jiang)其連接到電(dian)池(chi)來創建一個簡單的電(dian)磁鐵(tie)(tie)。連接電(dian)池(chi)后(hou)，釘子會變成磁鐵(tie)(tie)并具有北(bei)極和南極。
現在假設拿起釘子(zi)電(dian)(dian)磁(ci)(ci)鐵，將(jiang)一根軸穿(chuan)過它的(de)(de)(de)(de)中間并(bing)(bing)將(jiang)其懸掛在馬蹄形磁(ci)(ci)鐵的(de)(de)(de)(de)中間，如圖所(suo)示(shi)。如果將(jiang)電(dian)(dian)池連接(jie)到(dao)電(dian)(dian)磁(ci)(ci)鐵上(shang)，使(shi)釘子(zi)的(de)(de)(de)(de)北(bei)端如圖所(suo)示(shi)，磁(ci)(ci)學的(de)(de)(de)(de)基本定(ding)律告訴我們會(hui)發生(sheng)什么：電(dian)(dian)磁(ci)(ci)鐵的(de)(de)(de)(de)北(bei)端將(jiang)被(bei)馬蹄形磁(ci)(ci)鐵的(de)(de)(de)(de)N極(ji)(ji)排斥(chi)(chi)并(bing)(bing)吸引到(dao)馬蹄形磁(ci)(ci)鐵的(de)(de)(de)(de)S極(ji)(ji)。電(dian)(dian)磁(ci)(ci)鐵的(de)(de)(de)(de)S極(ji)(ji)將(jiang)以類(lei)似的(de)(de)(de)(de)方式被(bei)排斥(chi)(chi)。釘子(zi)會(hui)移動(dong)半圈，然(ran)后(hou)停在所(suo)示(shi)位置。
可以通過改(gai)變電子的方向來翻轉磁場(chang)。
電(dian)(dian)動(dong)機的(de)關(guan)鍵是更進一步(bu)，以(yi)便在這(zhe)半圈運(yun)動(dong)完(wan)成(cheng)的(de)那一刻，電(dian)(dian)磁鐵(tie)的(de)磁場(chang)翻(fan)(fan)轉(zhuan)。可以(yi)通過改(gai)變電(dian)(dian)子在導線中流動(dong)的(de)方向來翻(fan)(fan)轉(zhuan)磁場(chang)，這(zhe)意味著翻(fan)(fan)轉(zhuan)電(dian)(dian)池。翻(fan)(fan)轉(zhuan)使電(dian)(dian)磁鐵(tie)完(wan)成(cheng)另(ling)一半圈的(de)運(yun)動(dong)。如果在每半圈運(yun)動(dong)結束(shu)時(shi)(shi)恰好在正確(que)的(de)時(shi)(shi)刻翻(fan)(fan)轉(zhuan)電(dian)(dian)磁鐵(tie)的(de)磁場(chang)，電(dian)(dian)動(dong)機就會自由旋轉(zhuan)。
直流電機的工作原理
這里的電機中有兩(liang)個(ge)磁鐵(tie)：轉子（綠色(se)）是(shi)一(yi)個(ge)電磁鐵(tie)，而場磁鐵(tie)是(shi)一(yi)個(ge)永磁體。事情怎么樣(yang)
正如我們提到的(de)，您(nin)會遇到兩種類型(xing)的(de)電動機(ji)：直(zhi)流電和(he)交(jiao)流電。后者是直(zhi)流電機(ji)或 DC 電機(ji)，最(zui)早是在 1800 年代中期(qi)開發的(de)，至(zhi)今仍在使用。
一(yi)個簡(jian)單的電(dian)機有(you)六個部分：
定子
轉子
換向器
電刷
軸
直流電源
直(zhi)流電機(ji)的(de)外部(bu)是(shi)定子(zi)：一個不(bu)動的(de)永(yong)磁體。里(li)面的(de)部(bu)分(fen)是(shi)轉子(zi)，它會運動。這里(li)的(de)轉子(zi)就像我(wo)們前面例子(zi)中的(de)釘子(zi)，定子(zi)就像馬蹄形磁鐵(tie)。
當直(zhi)流電通過轉子(zi)(zi)時(shi)(shi)，它會產生(sheng)一個與定(ding)子(zi)(zi)的(de)永(yong)久(jiu)磁場(chang)相互作用的(de)臨時(shi)(shi)電磁場(chang)。換向器的(de)工作是保(bao)持磁場(chang)的(de)極性翻轉，從(cong)而(er)使轉子(zi)(zi)保(bao)持旋轉。這會產生(sheng)產生(sheng)機(ji)械動力(li)所需的(de)扭矩。
玩具馬達
從外面(mian)可(ke)以看到(dao)構成電機主體的(de)外殼(ke)、一(yi)個(ge)軸、一(yi)個(ge)尼龍(long)端蓋(gai)和兩根電池引線(xian)。
圖中的玩(wan)具直流電(dian)機很小，大(da)約只有(you)一角硬幣那么(me)大(da)，有(you)兩條電(dian)池引線。如果將電(dian)機的電(dian)池引線連(lian)接到電(dian)池上(shang)，軸就會旋轉(zhuan)。如果你反(fan)(fan)轉(zhuan)導線，它會朝(chao)相(xiang)反(fan)(fan)的方向旋轉(zhuan)。
尼龍端蓋由兩個(ge)卡舌固定到(dao)位(wei)。在端蓋內部(bu)，當電(dian)機旋轉(zhuan)時(shi)，電(dian)機的(de)電(dian)刷(shua)將電(dian)能(neng)從(cong)電(dian)池(chi)傳輸到(dao)換向器。（因為電(dian)刷(shua)會(hui)磨損并(bing)需要(yao)更(geng)換，所以現代直流電(dian)機通常是無刷(shua)的(de)。）
軸(zhou)固(gu)定轉(zhuan)子(zi)(zi)(zi)和換(huan)向器。轉(zhuan)子(zi)(zi)(zi)是一組電(dian)磁(ci)鐵，在本(ben)例中(zhong)為三(san)個(ge)(ge)。該電(dian)機(ji)中(zhong)的(de)電(dian)樞(shu)是一組堆疊在一起(qi)的(de)薄金(jin)屬(shu)板，細(xi)銅線(xian)纏(chan)繞在轉(zhuan)子(zi)(zi)(zi)的(de)三(san)個(ge)(ge)極上。每根(gen)導線(xian)的(de)兩端（每極一個(ge)(ge)）連接到一個(ge)(ge)端子(zi)(zi)(zi)，然后將三(san)個(ge)(ge)端子(zi)(zi)(zi)中(zhong)的(de)每一個(ge)(ge)連接到換(huan)向器的(de)一個(ge)(ge)板上。
直流電(dian)動(dong)機(ji)的(de)最后一部(bu)分是定子(zi)。在這個(ge)電(dian)機(ji)中，它由外殼本身加上兩個(ge)彎曲的(de)永磁體(ti)組成。在直流電(dian)機(ji)中，電(dian)樞是轉子(zi)，磁場是定子(zi)。
轉子、換向器和電刷
換(huan)向器的觸點連接(jie)到電磁(ci)鐵的軸(zhou)上，因此(ci)它們與(yu)磁(ci)鐵一(yi)起(qi)旋轉(zhuan)。
正如我們(men)之前提到的，轉子(zi)就(jiu)像(xiang)電磁鐵(tie)圖中的釘子(zi)。換向器也連接到軸(zhou)上(shang)。換向器只是連接在軸(zhou)上(shang)的一(yi)對板(ban)(ban)。這(zhe)些(xie)板(ban)(ban)為(wei)電磁鐵(tie)的線圈提供兩個連接。
電動(dong)機的“翻(fan)轉電場”部(bu)分(fen)由兩部(bu)分(fen)完(wan)成(cheng)：換(huan)向(xiang)器和電刷。
該圖(tu)顯(xian)示了換向器（綠色(se)(se)）和電(dian)刷（紅色(se)(se)）如何協同(tong)工作，讓電(dian)流流向電(dian)磁(ci)鐵，并(bing)在(zai)適(shi)當(dang)的(de)(de)時候翻(fan)轉電(dian)子(zi)流動的(de)(de)方向。換向器的(de)(de)觸點(dian)連接到電(dian)磁(ci)鐵的(de)(de)軸(zhou)上，因此它們與(yu)磁(ci)鐵一起旋(xuan)轉。電(dian)刷只(zhi)是兩塊與(yu)換向器觸點(dian)接觸的(de)(de)彈性金(jin)屬或碳。
把它們放在一起
當把(ba)所有(you)這(zhe)些部件放在一(yi)起時，就擁(yong)有(you)了一(yi)個(ge)完整的電動機。
關鍵是當轉子(zi)通過水平位置時，電磁(ci)鐵的(de)磁(ci)極翻(fan)轉。由于翻(fan)轉，電磁(ci)鐵的(de)北極始終在軸的(de)上方，因(yin)此(ci)可(ke)以排斥定子(zi)的(de)北極并吸引定子(zi)的(de)南極。
通常(chang)，轉子(zi)將(jiang)具(ju)有(you)三個(ge)(ge)磁(ci)極，而不是本文所(suo)示的兩(liang)個(ge)(ge)磁(ci)極。電機具(ju)有(you)三個(ge)(ge)極有(you)兩(liang)個(ge)(ge)優點：
它使(shi)電(dian)機(ji)具有更好(hao)的(de)動力。在(zai)雙極電(dian)機(ji)中，如(ru)果電(dian)磁鐵(tie)處于(yu)平衡點，在(zai)電(dian)機(ji)啟動時完全水(shui)平地位于(yu)定(ding)子的(de)兩個極之間，可以(yi)想(xiang)象得到轉子會“卡(ka)”在(zai)那里。三極電(dian)機(ji)永遠不會發生這種情(qing)況。
每(mei)次換向器(qi)到達它(ta)翻轉兩極電(dian)(dian)機(ji)中的(de)磁場的(de)點(dian)時，換向器(qi)都(dou)會使電(dian)(dian)池(chi)短(duan)路片刻。這(zhe)種短(duan)路會浪(lang)費能(neng)量并不必要(yao)地(di)耗(hao)盡電(dian)(dian)池(chi)電(dian)(dian)量。三極電(dian)(dian)機(ji)也解決了這(zhe)個問題(ti)。
交流電機的工作原理
現在，我們來看看交(jiao)流(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)機。交(jiao)流(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)機使用交(jiao)流(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)而(er)不是直流(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)。它與(yu)直流(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)機共用許多部件，仍然依靠電(dian)(dian)(dian)(dian)磁和翻(fan)轉磁場來產生機械(xie)動力(li)。
交流電動機內部的零件是：
定子
轉子
實心軸
線圈
鼠籠
交流(liu)電機中的(de)(de)定子繞組起到了直流(liu)電機轉子的(de)(de)作用。在這種情況(kuang)下，它(ta)是一圈電磁鐵，它(ta)們配對并按(an)順序通電，從而產生旋轉磁場。
一種工(gong)業型交流電機，接線(xian)盒(he)在(zai)(zai)上方，輸(shu)出(chu)轉軸在(zai)(zai)左側，鼠籠罩在(zai)(zai)上面。
直流(liu)電(dian)機中的(de)轉子(zi)連(lian)接(jie)到(dao)電(dian)池上。但是(shi)交流(liu)電(dian)機中的(de)轉子(zi)與(yu)電(dian)源沒有任何直接(jie)連(lian)接(jie)。它也沒有電(dian)刷。相反，它經常使用一種叫做鼠籠的(de)東西。
交流電機中(zhong)(zhong)的鼠(shu)(shu)籠是一組連接到兩個(ge)環的轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)子(zi)條(tiao)，兩端各一個(ge)。這有(you)點(dian)像(xiang)籠中(zhong)(zhong)的老鼠(shu)(shu)會(hui)(hui)在(zai)里面跑。鼠(shu)(shu)籠式轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)子(zi)進入(ru)定子(zi)內部(bu)。當交流電通過(guo)定子(zi)發送時，它會(hui)(hui)產生電磁場(chang)。鼠(shu)(shu)籠式轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)子(zi)中(zhong)(zhong)的軸(zhou)是導體(ti)，因此它們會(hui)(hui)響應(ying)定子(zi)磁極(ji)的翻轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)。這就是轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)子(zi)旋轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)的方(fang)式，它會(hui)(hui)產生自己的磁場(chang)。
交流轉子和定子
轉(zhuan)子(zi)磁場(chang)由定(ding)(ding)(ding)(ding)子(zi)磁場(chang)感應的(de)(de)(de)交流感應電(dian)(dian)機的(de)(de)(de)關(guan)鍵是(shi)轉(zhuan)子(zi)總(zong)是(shi)試圖趕上定(ding)(ding)(ding)(ding)子(zi)，所以(yi)(yi)它會旋轉(zhuan)以(yi)(yi)找到(dao)穩定(ding)(ding)(ding)(ding)狀態。但(dan)是(shi)定(ding)(ding)(ding)(ding)子(zi)使用交流電(dian)(dian)源產生的(de)(de)(de)電(dian)(dian)磁場(chang)總(zong)是(shi)比(bi)轉(zhuan)子(zi)的(de)(de)(de)場(chang)快一(yi)點。轉(zhuan)子(zi)的(de)(de)(de)旋轉(zhuan)正在產生產生機械動(dong)力所需的(de)(de)(de)扭矩，以(yi)(yi)轉(zhuan)動(dong)汽車(che)的(de)(de)(de)車(che)輪或風扇。
一些(xie)交流(liu)電(dian)機(ji)(ji)(ji)使用繞線轉子(zi)，用電(dian)線纏繞而不是鼠籠。不過，鼠籠式的更(geng)為常(chang)見。在(zai)任(ren)何一種情況(kuang)下，交流(liu)電(dian)機(ji)(ji)(ji)中只有一個機(ji)(ji)(ji)械(xie)運(yun)動部件，這意味(wei)著需要更(geng)換或維護的東西更(geng)少。
無處不在的馬達！
環顧四(si)周，你會(hui)發現到處都(dou)是電(dian)動機(ji)(ji)。由于我們的家庭使(shi)用交流(liu)電(dian)源，因(yin)此大多數這些小工具都(dou)有交流(liu)電(dian)機(ji)(ji)。直(zhi)流(liu)電(dian)機(ji)(ji)更(geng)可能出現在使(shi)用電(dian)池(chi)的東西中。從廚房開始，電(dian)機(ji)(ji)出現在：
抽油煙機和微波爐中的風扇(shan)
榨汁機
冰(bing)(bing)箱 - 實際(ji)上有(you)三個：一(yi)個用于壓縮機，一(yi)個用于冰(bing)(bing)箱內的風扇(shan)，還(huan)有(you)一(yi)個用于制冰(bing)(bing)機
在雜(za)物(wu)間出現的電動機：
烘干機
電動螺絲刀
吸塵器
電鉆
爐鼓風機
即使在衛(wei)生間里，也有以下馬達(da)：
風扇
電動牙刷
電吹風
電動剃須刀
汽車裝有電動機：
電動車窗
電動座椅
加熱(re)器和散熱(re)器的風扇
擋風玻璃刮水器
汽車發動機(ji)的啟動馬達
新能源汽車的電動機
另外(wai)，其他各(ge)種地方都有電機：
電腦
智能手機
玩具
車庫門開啟器
抽水泵
成人教(jiao)育(yu)學(xue)歷和普通的(de)全(quan)日制學(xue)歷具(ju)有同(tong)等(deng)的(de)效力(li)，所以通過(guo)成人教(jiao)育(yu)所獲得的(de)學(xue)歷，同(tong)樣可以參加專業技能(neng)考試、職稱考試。安徽樂大教(jiao)育(yu)網采取線上(shang)與(yu)線下相(xiang)結合的(de)服(fu)務(wu)(wu)方式，給學(xue)生提供百分(fen)百的(de)服(fu)務(wu)(wu)。
