电动机工作原理

要了解电动机的工作原理，关键是要了解电磁铁的工作原理。(详见电磁铁的工作原理。)

电磁铁是电动机的基础。假设你在一颗钉子上绕了100圈电线，并把它连接到一个简单的电磁铁上电池．当电池连接时，钉子会变成磁铁，有北极和南极。

现在假设你拿着你的指甲电磁铁，把一个轴穿过它的中间，然后把它悬挂在一个马蹄形磁铁的中间，如图所示。如果你将一块电池连接到电磁铁上，使钉子的北端如图所示，磁学的基本定律会告诉你会发生什么:电磁铁的北端会被马蹄铁的北端排斥，并被马蹄铁的南端吸引。电磁铁的南端也会以类似的方式被排斥。钉子会移动半圈，然后停在所示的位置。

电动机的关键是再向前走一步，这样，在这半圈的运动完成的那一刻，电磁铁的磁场乐动体育网站5.0翻转．你通过改变电子在导线中流动的方向来翻转磁场，这意味着翻转电池。翻转使电磁铁完成另一个半圈的运动。如果电磁铁的磁场在每半圈运动结束的正确时刻翻转，电动机就会自由旋转。

正如我们提到的，你会遇到两种类型的电动机:直流电和交流电。后者，直流电动机，或称直流电动机，最初是在19世纪中期开发出来的，直到今天仍在使用。乐动体育网站5.0

一个简单的电机有六个部分:

外部直流电机定子:不移动的永磁体。里面的部分是转子，它可以移动。这里的转子就像我们前面例子中的钉子，定子就像马蹄形磁铁。乐动体育网站5.0

当直流电源通过转子时，它会产生一个临时的电磁场，与定子的永久磁场相互作用。换向器的工作是保持磁场的极性翻转，从而保持转子旋转。这就产生了产生机械动力所需的扭矩。

图中的玩具直流电机很小，大约有一角硬币那么大，有两个电池引线。乐动体育网站5.0如果你把电机的电池引线钩在电池上，车轴就会旋转。如果你把引线倒转，它就会朝相反的方向旋转。

尼龙端盖由两个标签固定。在端盖内部，当电机旋转时，电机的电刷将电力从电池传输到换向器。(因为电刷会磨损，需要更换，现代直流电机经常无刷．)

轴支承转子和换向器。转子是一组电磁铁，在这种情况下是三个。该电机的电枢是一组堆叠在一起的薄金属板，用细铜线绕着转子的三个极点。每根导线的两端(每个极一个)连接到一个端子上，然后三个端子中的每一个都连接到换向器的一个板上。乐动体育网站5.0

任何直流电动机的最后一个部件是定子。在这个马达里，它是由罐头本身加上两块弯曲的永磁体组成的。在直流电动机中电枢就是转子乐动体育网站5.0，电场为定子。

正如我们前面提到的，转子就像电磁铁图中的钉子。换向器也安装在轴上。换向器仅仅是连接到轴上的一对板。这些板为电磁铁的线圈提供了两个连接。

电机的“翻转电场”部分是由两个部分完成的:电机换向器和刷．

该图展示了换向器(绿色部分)和电刷(红色部分)如何协同工作，使电流流向电磁铁，并在恰当的时刻翻转电子流动的方向。乐动体育网站5.0换向器的触点连接在电磁铁的轴上，因此它们随磁铁旋转。电刷只是两块有弹性的金属或碳，与换向器的触点接触。

当你把所有这些部件放在一起时，你就得到了一个完整的电动机。

关键是，当转子通过水平位置，电磁铁的两极翻转。由于翻转，电磁铁的北极总是在轴的上方，因此它可以排斥定子的北极，吸引定子的南极。

通常转子都会有三个波兰人而不是本文所示的两极。电机有三个磁极的原因有两个:

它可以有任何数量的极点，这取决于电机的大小和它需要做什么。

现在，我们来看看交流电机。交流电机用交流电代替直流电。它与直流电动机共用许多部件，仍然依靠电磁和翻转磁场来产生机械动力。乐动体育网站5.0

交流电机的内部部件包括:

交流电机定子的绕组在某种程度上相当于直流电机转子的工作。在这种情况下，它是一个成对的电磁铁环，并按顺序通电，从而产生旋转磁场。

你会记得直流电动机的转子是连接到电池上的。但是,交流电动机的转子没有直接连接到电源。它也没有刷子。相反，它通常使用一种叫做松鼠笼的东西。你没看错。

的鼠笼式在交流电动机中是一组转子条连接到两个环，一个在两端。这有点像笼子里的老鼠(或松鼠)会跑进去的东西。鼠笼转子进入定子。当交流电源通过定子时，它会产生一个电磁场。鼠笼式转子中的铁条是导体，因此它们会对定子磁极的翻转做出反应。这就是转子旋转的方式，它会产生自己的磁场。

在交流感应电动机中，转子的磁场由定子的磁场诱导，其关键在于转子始终是努力追赶．它总是在寻找静止状态，所以它在旋转以寻找稳定状态。但是定子用交流电源产生的电磁场总是比转子的电磁场快一点。转子的旋转产生扭矩，以产生机械动力来推动汽车车轮或风扇的嗡嗡声。

一些交流电机使用缠绕转子，这是用电线包裹而不是一个松鼠笼。不过，松鼠笼的那种更常见。在任何一种情况下，交流电机中只有一个运动部件，这意味着需要更换或维护的东西更少。

看看你的房子，你会发现它充满了电动机。由于我们的家庭使用交流电源，大多数这些小玩意都有交流电机。直流电机更可能出现在使用电池的东西中。从厨房开始，有马达在:

在杂物间，有一个电动机在:

即使在浴室里，也有一个马达

你的车装满了电动马达:

此外，在其他各种地方都有马达:

几乎所有移动的东西都使用电动机来完成运动。

最初发表于2000年4月1日