電動機的定義和原理

圖1：根據(jù)弗萊明左手定則生成力
圖2說明了根據(jù)弗萊明右手法則通過在磁場中移動導(dǎo)體來產(chǎn)生電壓的原理。如果導(dǎo)體的移動速度為v（m / s），則生成的電壓e = Blv（V）。圖2中的磁場由永磁體制成，但是也可以通過使電流通過繞組的線圈產(chǎn)生磁場。那些產(chǎn)生磁場的磁體（例如永磁體和線圈）稱為場磁體。

圖2：根據(jù)弗萊明右手定則產(chǎn)生電壓
電動機通過流過勵磁線圈和導(dǎo)體的電流的相互作用產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力。電機發(fā)展的早期（約1830年）面臨的挑戰(zhàn)是如何將產(chǎn)生的力轉(zhuǎn)換為電機的旋轉(zhuǎn)運動。由于磁場產(chǎn)生的磁通方向是恒定的，因此有必要通過旋轉(zhuǎn)電流流過的導(dǎo)體來切換電流方向。使之成為可能的本發(fā)明是電刷和換向器機構(gòu)。結(jié)果，實現(xiàn)了能夠連續(xù)旋轉(zhuǎn)的DC電動機。當(dāng)時，直流電是主流，因此創(chuàng)建了由DC（直流）電源驅(qū)動的電動機。后來隨著交流（AC）發(fā)電機的商業(yè)化，還開發(fā)了以三相交流電為電源的電動機。在交流電動機中，三相交流電被提供給作為磁場線圈的定子繞組。由三相交流電產(chǎn)生的磁場的合成與交流電頻率同步旋轉(zhuǎn)。因此，與直流電動機不同，交流電動機自動切換電流方向，不需要特殊的機構(gòu)。交流電動機的定子繞組產(chǎn)生的磁場稱為旋轉(zhuǎn)磁場，當(dāng)頻率為f且極數(shù)為P時，磁場以N = 120 f / P（rpm）的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。大多數(shù)當(dāng)前的電動機，例如DC（直流）電動機和AC（交流）電動機，都按照弗萊明左手定則及其所產(chǎn)生的洛倫茲力（Bli法則）運行。然而，在電動機開發(fā)的早期，也將利用電磁體的吸引力的方法作為電磁力產(chǎn)生的原理。圖3示出了通過電磁力吸引產(chǎn)生力的原理。

圖3：磁阻力原理
當(dāng)電流通過線圈狀磁體時，磁體被磁化，并且在附近的磁體中被磁化，從而在磁軸重合的方向上產(chǎn)生力。該力的作用是使間隙之間的磁阻最小化，稱為磁阻力。利用該力的磁阻電動機的缺點在于，由于磁阻力隨著位移而變化，因此難以獲得恒定的旋轉(zhuǎn)力。為了克服這些缺點，需要高級控制，因此，與直流電動機和交流電動機相比，磁阻電動機的使用速度有所降低。