直流電機(jī)和交流電機(jī)的工作原理和區(qū)別

　　我用最簡(jiǎn)潔最易懂的方式來說一下直流電機(jī)和交流電機(jī)的工作原理和區(qū)別。

　　上圖就是直流電動(dòng)機(jī)最簡(jiǎn)單的物理模型。

　　工作原理：

　　1.直流電源電流順著電源正極流到了左邊的電刷上面，電刷和換向器相互摩擦，電流經(jīng)過左邊的換向器（也叫換向片，這個(gè)電機(jī)有左右兩個(gè)換向片）流進(jìn)線圈，從線圈的右邊流出來，經(jīng)過右邊的換向片和右邊的電刷流回到電源的負(fù)極，形成了閉合回路。

　　2.由于線圈處在主磁極（圖中的N和S）的磁場(chǎng)中，線圈會(huì)受到電磁力的作用，線圈的兩個(gè)邊由于電流的方向不同（左邊的電流向里流，右邊的向外流），所以兩個(gè)線圈邊受到大小相同方向相反的電磁力，這兩個(gè)電磁力剛好形成了電磁轉(zhuǎn)矩，在電磁轉(zhuǎn)矩的拉動(dòng)下，線圈開始轉(zhuǎn)動(dòng)了。直流電機(jī)中線圈嵌放在轉(zhuǎn)子槽中，電動(dòng)機(jī)就開始轉(zhuǎn)動(dòng)了。

　　3.左右換向片跟著轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，而電刷固定不動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)一圈以后，右邊的線圈到了左邊，左邊的線圈到了右邊，但是由于換向片的存在，現(xiàn)在處在左邊的線圈內(nèi)的電流方向和原來處在左邊的線圈變的電流的方向一樣流向里，所以受到的電磁力方向不變，右邊也一樣。所以從空間上看，在相同位置的線圈邊受的電磁力方向是一直不變的，這就保證了電機(jī)的循環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)。

　　4.但是一個(gè)線圈，由于這個(gè)線圈轉(zhuǎn)到不同位置時(shí)磁場(chǎng)是不相同的，導(dǎo)致了線圈所受的電磁力也一直在變，所以線圈轉(zhuǎn)起來不穩(wěn)定，忽快忽慢。所以可以通過多安裝幾個(gè)線圈來保證線圈受力均勻和穩(wěn)定。

　　于是就有了這樣的，

　　甚至這樣的電機(jī)模型。

　　再說外面的兩個(gè)磁極，其實(shí)是有勵(lì)磁線圈產(chǎn)生的電磁鐵，小電機(jī)中有永磁鐵，稍微大一點(diǎn)的都會(huì)用電磁鐵。

　　模型是模型，但真實(shí)的電機(jī)轉(zhuǎn)子是這個(gè)樣子的。

　　再說交流電機(jī)：

　　交流電機(jī)分同步和異步電機(jī)，同步主要用作發(fā)電機(jī)，異步主要是電動(dòng)機(jī)。我主要說一下異步電動(dòng)機(jī)吧，由于異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，維護(hù)方便，運(yùn)行可靠等特點(diǎn)得到了廣泛的應(yīng)用。

　　交流電機(jī)雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是工作原理其實(shí)比直流電機(jī)要復(fù)雜一點(diǎn)，如果要理解清楚也更加費(fèi)勁。

　　在交流電機(jī)的定子上通上三相對(duì)稱交流電，如上圖所示，定子不動(dòng)，僅僅通過電流的變化就能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的合成磁場(chǎng)，這個(gè)磁場(chǎng)像一個(gè)繞著定子旋轉(zhuǎn)的磁鐵。

　　有了這個(gè)旋轉(zhuǎn)的磁鐵，一切就都好辦了，在定子內(nèi)部隨便放一個(gè)閉合的線圈，在這個(gè)閉合線圈里就會(huì)感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)和電流，就會(huì)產(chǎn)生電磁力，閉合線圈就會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)起來。

　　也可以這么理解，定子上有一個(gè)旋轉(zhuǎn)的磁鐵，轉(zhuǎn)子閉合線圈由于感應(yīng)帶電，其實(shí)也變成了一個(gè)電磁鐵，外面的電磁鐵在轉(zhuǎn)，就會(huì)帶著里面的電磁鐵轉(zhuǎn)，于是交流電機(jī)的轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)起來了。

　　定子磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)速度叫同步轉(zhuǎn)速，里面轉(zhuǎn)子其實(shí)是被定子磁場(chǎng)牽引著在轉(zhuǎn)動(dòng)，所以它的轉(zhuǎn)速會(huì)比定子磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速慢，所以叫異步轉(zhuǎn)速。所以有了異步電動(dòng)機(jī)的名稱。

　　交流電機(jī)的轉(zhuǎn)子就是這么簡(jiǎn)單的幾個(gè)閉合線圈，或者說閉合導(dǎo)體，像一個(gè)鼠籠子一樣，所以又叫鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)。

　　另外，由于轉(zhuǎn)子內(nèi)部的電動(dòng)勢(shì)和電流是由于定子磁場(chǎng)感應(yīng)出來的，所以又把異步電動(dòng)機(jī)叫做感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。所以三相交流異步電動(dòng)機(jī)的名字比較多：交流電機(jī)，異步電機(jī)，感應(yīng)電機(jī)，都是在說它，是從不同的角度給它起的名字而已。