电机的工作原理及型号详细说明

理论上电动机如何工作

电，磁和运动之间的联系最初是由法国物理学家安德烈·玛丽·安培 (André- MarieAmpère，1775-1867年)发现的，这是电动机的基础科学。但是，如果我们想将这一惊人的科学发现转化为更实用的技术来为我们的电动割草机和牙刷提供动力，我们必须将其进一步发展。发明者是英国人迈克尔·法拉第(Michael Faraday，1791-1867年)和威廉·斯特金(William Sturgeon，1783-1850年)和美国人 约瑟夫·亨利(Joseph Henry，7977-1878年)。这就是他们如何实现他们的杰出发明。

假设我们将电线弯曲成方形的U形环，那么实际上有两条平行的电线穿过磁场。其中一个通过导线将电流带离我们，而另一个则将电流再次带回。因为电流在电线中以相反的方向流动，所以弗莱明的左手定律告诉我们两条电线将以相反的方向运动。换句话说，当我们接通电源时，其中一根电线将向上移动，而另一根电线将向下移动。

如果线圈能够继续这样运动，它将连续旋转-我们将在制造电动机的道路上步入正轨。但这对于我们目前的设置是不可能发生的：电线会很快缠结在一起。不仅如此，如果线圈旋转得足够远，还会发生其他情况。一旦线圈到达垂直位置，它将翻转，因此电流将以相反的方式流过它。现在，线圈两侧的力将反向。与其沿相同方向连续旋转，不如沿原来的方向移动!想象一下像这样的带有电动机的电动火车：它会一直在现场前后移动，而无需实际行驶。

在实践中电动机如何工作

有两种方法可以解决此问题。一种是使用一种周期性地反转方向的电流，称为交流电(AC)。对于我们在家庭中使用的电池供电的小型电动机，一种更好的解决方案是添加一个称为换向器的组件到线圈的两端。(不必担心毫无意义的技术名称：这个稍稍过时的单词“ commutation”有点像“ commute”一词。它只是意味着来回更改，就像通勤意味着来回旅行一样。)换向器是最简单的形式，它是一个分为两个独立的两半的金属环，其作用是每次线圈旋转半圈时使线圈中的电流反向。线圈的一端连接到换向器的每一半。来自电池的电流连接到电动机的电端子。它们通过一对称为电刷的松散连接器将电力馈入换向器，由石墨片(类似于铅笔“铅”的软碳”)或细长的弹性金属制成(如其名称所示)，该金属“刷”在换向器上。将换向器安装到位，当电流流过电路时，线圈将沿相同方向连续旋转。

像这样的简单实验电动机无法产生很多功率。我们可以通过三种方式增加电动机可以产生的旋转力(或转矩)：或者可以使用功能更强大的永磁体，或者可以增加流过电线的电流，或者可以制造线圈，从而达到以下目的：许多“转”(圈)的非常细的线，而不是一“转”的粗线。实际上，电动机还具有弯曲成圆形的永磁体，因此它几乎接触在其内部旋转的电线线圈。磁铁和线圈之间的距离越近，电动机产生的力就越大。

尽管我们描述了许多不同的部分，但您可以将电动机视为只有两个基本组件：

电机外壳边缘周围有一个或多个永磁体，它们保持静态，因此被称为电机定子。

定子内部有一个线圈，该线圈安装在高速旋转的轴上，这称为转子。转子还包括换向器。

通用电机

这样的直流电动机非常适合电池供电的玩具(例如火车模型，无线电遥控汽车或电动剃须刀之类的东西)，但是在许多家用电器中却找不到它们。小型电器(如咖啡研磨机或电动食物搅拌机之类的东西)倾向于使用所谓的通用电动机，该电动机可以由交流或直流电供电。与简单的直流电动机不同，通用电动机具有电磁体，而不是永磁体，它从您输入的直流或交流电源中获取电力：

当您输入直流电时，电磁体的工作原理类似于传统的永磁体，并且会产生始终指向同一方向的磁场。就像在简单的直流电动机中一样，每次线圈翻转时，换向器都会使线圈电流反向，因此线圈始终沿相同方向旋转。

但是，当您输入交流电时，流经电磁铁的电流和流经线圈的电流都会正好相反地反向，因此线圈上的力始终在同一方向上，并且电动机始终沿顺时针方向或反方向旋转。顺时针。换向器呢?电流的频率变化远快于电动机的旋转速度，并且由于磁场和电流始终是同步的，因此在任何给定的时刻，换向器所处的位置实际上并不重要。

其他种类的电动机

在简单的直流和通用电动机中，转子在定子内部旋转。转子是连接到电源的线圈，而定子是永磁体或电磁体。大型交流电动机(用于工厂机器等)的工作方式略有不同：它们使交流电通过相对的磁铁对以产生旋转磁场，从而在电动机的转子中“感应”(产生)磁场，从而导致它旋转。您可以在我们有关交流感应电动机的文章中了解更多信息。如果您使用其中一台感应电动机并对其“展开”，那么定子将有效地布置在较长的连续轨道中，转子可以沿其沿直线滚动。这种巧妙的设计被称为线性电动机，您会在工厂机器和浮动的“磁悬浮”(磁悬浮)铁路中找到它。

另一个有趣的设计是无刷直流(BLDC)电机。定子和转子有效地互换，在中心处有多个固定的铁线圈，永磁体围绕它们旋转，换向器和电刷由电子电路取代。您可以在我们有关轮毂电机的主要文章中阅读更多内容。 步进电机可以精确控制角度旋转，是无刷直流电机的一种变体。了解更多电机专业知识及技巧，可加入电机行业内qq群136274082，业内专业老师傅解答。