- 已发布 2024年2月6日
- 最后修改 2024年2月6日
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什么是电动机？电动机种类和电动机的工作原理介绍
这篇文章将介绍不同类型的电动机的工作原理和应用。
由技术支持工程师Karl Ralph审核（2022年11月）
电动机的工作原理是什么？
如图所示，我们可以将移动部件定义为换向器和转子。永磁体（定子）、电刷和电池源（直流电压）都保持静止。换向器分为两个半圆连接部分，与方形转子线连接，通过电刷与直流电压源之间创建电路。
以下是电动机的工作过程：
- 电流从电池（直流电压）通过碳刷流过转子电路
- 这个电流在转子周围产生一个电磁场。北极面对着磁铁的北极，南极面对着另一个磁铁的南极
- 这些相互对立的磁场产生斥力，将转子推离磁铁，导致转子按照箭头方向旋转
- 当转子转过换向器接触点分开的位置时，流过转子的电流将发生反向
- 电流的反向也将使转子周围的磁场反向，因此继续由于磁铁的斥力而推动转子旋转。实现了旋转运动
电动机种类
有些电动机使用直流电，有些使用交流电，还有一些通过信号或脉冲控制。它们也有各种尺寸和功率等级。主要的三种类型的电动机包括：
- 交流电动机（感应电动机、同步电动机、鼠笼式电动机）
- 直流电动机（并励电动机、串励电动机、他励电动机）
- 其他类型（通用电动机、步进电动机、无刷电动机）
电动机配件可以延长电动机的使用寿命，改善操作安全性。
交流电动机
直流电动机
直流电动机可能是常见的电动机类型，由于其与交流系统相比成本较低。它们包括：
- 并励电动机（定子和转子线圈并联连接）
- 串励电动机（定子和转子线圈串联连接。这种类型的电动机具有非常高的起动转矩，通常用于克服电动火车、电梯和其他重载应用中的高启动惯性）
- 他励电动机（类似于并联电动机，不同之处在于转子线圈与定子线圈分别供电。这样做的好处是便于速度控制和反向运动）
电动汽车电动机是如何工作的？
电动汽车使用直流电池作为电源。但是，它们可以安装交流电动机或直流电动机。如果使用交流电动机，则有车载逆变器电路将电池的直流电转换为交流电。这些电动机通常是交流感应型。
当车辆下坡或制动时，车载电动机还可以用作反馈发电机来为电池充电。使用交流电动机在汽车中的缺点是实现成本通常比直流电动机系统更高。
电风扇电动机是如何工作的？
较大的电风扇通常由感应电动机驱动。较小的手持风扇使用直流电动机。风扇中的单相感应电动机可以配备启动电容器，它们与定子和转子线圈串联连接以提供相位差电流。电容器可以使电动机容易启动，并且可以实现速度控制。电容器用于改善单相电动机的起动和运行性能，并确保电动机以正确的方向运转。
电动自行车电动机是如何工作的？
在电动自行车中，常使用永磁和无刷直流电机。它们通常是三相电机（具备3个定子线圈绕组）。这些电机由车载电子设备供电和控制，通过提供脉冲来调节功率和速度。
电动机的其他有趣应用
电动机几乎应用于我们能看到的每个地方。很难想象没有它们我们将如何正常运作。它们用于洗衣机、牙刷、冰箱、汽车、自行车、机器人、硬盘驱动器、吹风机、车床、起重机、船舶、火车、无人机等等。
电动机甚至可以在我们的手机中用于产生振动。在这种应用中，手机内部安装有一个微型电动机，它带有连接到旋转主轴的不平衡重物。当手机响铃时，它会产生震动动作。
滑板车的电动机
这些滑板车至少配备有一个无刷直流电机（BLDC）。它们像自行车电动机一样由电子装置控制。它们高效，并且相对于尺寸和重量来说提供了令人难以置信的功率。
电动机是现代社会不可或缺的物品。随着技术的不断进步，它们将继续发展并对我们的现代生活产生积极的贡献。
