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什么是電機(jī)的原理：通過電磁驅(qū)動(dòng)電機(jī)電機(jī)原理：弗萊明左手定則是什么什么是電機(jī)的原理：電機(jī)是如何工作的直流電機(jī)的工作感應(yīng)電機(jī)的工作同步電機(jī)的工作我們都聽說過電機(jī)，但總會想到一個(gè)問題：“電機(jī)的原理是什么？”電動(dòng)機(jī)是一種將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置。有三種主要類型的電機(jī)。

DC感應(yīng)電動(dòng)機(jī)同步電動(dòng)機(jī)所有這些電動(dòng)機(jī)的工作原理或多或少都是一樣的。電機(jī)的運(yùn)行主要靠磁場與電流的相互作用。。

什么是電機(jī)的原理：通過電磁驅(qū)動(dòng)電機(jī)

電動(dòng)機(jī)的基本原理很簡單：你在它的一端通電，另一端的軸(金屬桿)轉(zhuǎn)動(dòng)，給你動(dòng)力驅(qū)動(dòng)某種機(jī)器。這在實(shí)踐中是如何運(yùn)作的？你如何將電轉(zhuǎn)化為運(yùn)動(dòng)？要找到這個(gè)問題的答案，我們必須追溯到近200年前。

假設(shè)你拿一根普通的電線，把它做成一個(gè)大圓圈，然后把它放在一個(gè)強(qiáng)大的永久馬蹄形磁鐵的兩極之間。現(xiàn)在，如果你把電線的兩端都接到電池上，電線會短暫地跳起來。當(dāng)你次看到這個(gè)的時(shí)候，你會很驚訝。像魔術(shù)一樣！但是有一個(gè)完美的科學(xué)解釋。

當(dāng)電流開始沿著導(dǎo)線流動(dòng)時(shí)，導(dǎo)線周圍就會產(chǎn)生磁場。如果你把電線放在永久磁鐵附近，這個(gè)臨時(shí)磁場會和永久磁鐵的磁場相互作用。你會知道兩個(gè)互相靠近的磁鐵要么互相吸引，要么互相排斥。同樣，導(dǎo)線周圍的臨時(shí)磁性會吸引或排斥磁鐵上的永久磁性，這就是導(dǎo)線跳動(dòng)的原因。

電機(jī)原理：弗萊明左手定則是什么

伸出左手的拇指、食指和中指，讓這三個(gè)手指成直角。如果你的中指指向電流的方向，食指指向磁場的方向(從磁鐵的北極到磁鐵的南極)，你的拇指將顯示線移動(dòng)的方向。

食指——磁場

中指——電流

拇指——運(yùn)動(dòng)(力)

什么是電機(jī)的原理：電機(jī)是如何工作的

理論上，假設(shè)我們把導(dǎo)線彎成方形線圈，這樣兩條平行的導(dǎo)線穿過磁場。一根電線把電流帶走，另一根把電流帶回來。因?yàn)殡娏髟趯?dǎo)線中以相反的方向流動(dòng)，弗萊明左手定律告訴我們，兩根導(dǎo)線會以相反的方向運(yùn)動(dòng)。換句話說，當(dāng)我們打開電源時(shí)，一根電線會向上移動(dòng)，另一根會向下移動(dòng)。

如果線圈能像這樣移動(dòng)，它將連續(xù)旋轉(zhuǎn)——，然后我們就在制造電動(dòng)機(jī)的路上了。但這在我們目前的設(shè)置中是不可能的：電線會很快纏在一起。

一旦線圈到達(dá)垂直位置，它就會翻轉(zhuǎn)，所以電流會以相反的方向流過它。現(xiàn)在線圈兩邊的力都反過來了。而不是繼續(xù)朝同一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，而是回到它來的方向！想象一輛裝有這種馬達(dá)的電動(dòng)火車：它在原地來回移動(dòng)，但從未真正去過任何地方。

在實(shí)踐中，有兩種方法可以克服這個(gè)問題。一種是使用周期性反向電流，即交流電。在我們家使用的小型電池驅(qū)動(dòng)電機(jī)中，比較好的解決方案是在線圈兩端加一個(gè)叫換向器的元件。

不用擔(dān)心這個(gè)毫無意義的專業(yè)名稱：就是來回?fù)Q的意思，就像上下班一樣。簡單的形式，換向器是一個(gè)分成兩個(gè)獨(dú)立部分的金屬環(huán)。它的工作是使線圈中的電流反向，線圈每次旋轉(zhuǎn)半圈。線圈的一端連接到換向器的每一半。

電池發(fā)出的電流連接到電機(jī)的電氣端子。電能通過一對稱為電刷的松散連接器輸送到換向器。電刷是用石墨片(類似鉛筆“鉛”的軟碳)或薄的彈性金屬片“刷”在換向器上的。換向器到位后，電流流過電路時(shí)，線圈會保持同向旋轉(zhuǎn)。

一個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn)電機(jī)，像這樣的，產(chǎn)生不了多少功率。我們可以增加電機(jī)的旋轉(zhuǎn)力(或扭矩)，這可以從三個(gè)方面來創(chuàng)造：要么我們可以有一個(gè)更強(qiáng)的永磁體，要么我們可以增加流經(jīng)導(dǎo)線的電流，或者增加線圈的匝數(shù)。

實(shí)際上，電機(jī)也有一個(gè)圓形的永磁體，它幾乎接觸到線圈中旋轉(zhuǎn)的導(dǎo)線。磁鐵和線圈之間的距離越近，電機(jī)產(chǎn)生的力就越大。

可以認(rèn)為一臺電機(jī)只有兩個(gè)基本部件：在電機(jī)外殼邊緣有一個(gè)永久磁鐵(或磁鐵)保持靜止，所以稱為電機(jī)的定子。定子內(nèi)部有一個(gè)安裝在高速轉(zhuǎn)軸上的線圈，稱為轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子還包括換向器。

什么是電機(jī)的原理：直流電機(jī)的工作

DC電機(jī)的工作原理主要取決于弗萊明左手定則。在基本的DC電動(dòng)機(jī)中，電樞位于磁極之間。如果電樞繞組由外部DC電源供電，電流開始流經(jīng)電樞導(dǎo)體。當(dāng)導(dǎo)體在磁場中載流時(shí)，它們會受到一個(gè)使電樞旋轉(zhuǎn)的力。

假設(shè)磁場磁鐵N極下面的電樞導(dǎo)體攜帶電流向下(分叉)，S極下面的電樞導(dǎo)體攜帶電流向上(點(diǎn))。應(yīng)用弗萊明左手定則，可以確定N極下的力F和S極下的力的方向。人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在任何時(shí)刻，導(dǎo)體上的力都是沿著電樞旋轉(zhuǎn)的方向。

還有，由于這個(gè)旋轉(zhuǎn)，N極下面的導(dǎo)體在N極下面，S極下面的導(dǎo)體在N極下面。當(dāng)導(dǎo)體從N極到S極，從S極到N極時(shí)，通過導(dǎo)體的電流方向被換向器反轉(zhuǎn)。

由于這種電流反向，N極下面的所有導(dǎo)體都攜帶向下的電流，S極下面的所有導(dǎo)體都攜帶向上的電流。因此，每個(gè)導(dǎo)體在N極下都會受到相同方向的力，S極下的導(dǎo)體也是如此。這種現(xiàn)象有助于產(chǎn)生連續(xù)的單向扭矩。

感應(yīng)電機(jī)的工作

就異步電機(jī)而言，電機(jī)的運(yùn)行與DC電機(jī)略有不同。在單相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)中，當(dāng)給定子繞組提供單相電源時(shí)，會產(chǎn)生脈動(dòng)磁場。在三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)中，當(dāng)三相電源施加到三相定子繞組時(shí)，將產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。

感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子可以是繞線式或鼠籠式。無論什么類型的轉(zhuǎn)子，上面的導(dǎo)體在末端都是短路的，形成一個(gè)閉合回路。由于旋轉(zhuǎn)磁場，磁通量穿過轉(zhuǎn)子和定子之間的氣隙，掃過轉(zhuǎn)子表面，從而切斷轉(zhuǎn)子導(dǎo)體。

所以根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，閉合的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中會有感應(yīng)電流環(huán)流。感應(yīng)電流的大小與磁鏈相對于時(shí)間的變化率成正比。其次，磁鏈的變化率與轉(zhuǎn)子和旋轉(zhuǎn)磁場的相對速度成正比。根據(jù)楞次定律，轉(zhuǎn)子會盡量減少產(chǎn)生電流的每一個(gè)原因。因此，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)并試圖達(dá)到旋轉(zhuǎn)磁場的速度，以降低轉(zhuǎn)子和旋轉(zhuǎn)磁場之間的相對速度。

同步電機(jī)的工作

在同步電動(dòng)機(jī)中，當(dāng)平衡三相電源施加到靜止的三相定子繞組時(shí)，產(chǎn)生以同步速度旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場。現(xiàn)在，如果把一個(gè)電磁鐵放在這個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場中，它會被這個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場鎖定。前者和旋轉(zhuǎn)磁場同速旋轉(zhuǎn)，即同速旋轉(zhuǎn)。