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电动马达（电动马达的工作原理）

来源： 最后更新：22-06-21 06:23:40

电动马达

电动马达（Electric motor），又称为马达或电动机，是一种将电能转化成机械能，并可再使用机械能产生动能，用来驱动其他装置的电气设备。 电动机种类非常繁多，但可大致分为交流电动机及直流电动机以用于不同的场合。

比较

直流电动机（DC Motor）的好处为在控速方面比较简单，只须控制电压大小已可控制共转速，但此类电动机不宜在高温、易燃等环境下操作，而且由于电动机中需要以碳刷作为电流变换器（Commutator）的部件（有刷马达），所以需要定期清理炭刷磨擦所产生的污物。无碳刷之马达称为无刷马达，相对于有刷，无刷马达因为少了碳刷与轴的摩擦因此较省电也比较安静。制作难度较高、价格也较高。交流电动机（AC Motor）则可以在高温、易燃等环境下操作，而且不用定期清理碳刷的污物，但在控速上比较困难，因为控制交流电动机转速须要控制交流电的频率（或使用感应马达，用增加内部阻力的方式，在相同交流电的频率下降低电动机转速），控制其电压只会影响电动机的扭力。一般民用马达之电压有 110V和220V等两种，在工业应用还有380V或440V等型态。

原理　　

马达的旋转原理的依据为佛来明左手定则，当一导线置放于磁场内，若导线通上电流，则导线会切割磁场线使导线产生移动。 电流进入线圈产生磁场，利用电流的磁效应，使电磁铁在固定的磁铁内连续转动的装置，可以将电能转换成力学能。 与永久磁铁或由另一组线圈所产生的磁场互相作用产生动力 直流马达的原理是定子不动，转子依相互作用所产生作用力的方向运动。 交流马达则是定子绕组线圈通上交流电，产生旋转磁场，旋转磁场吸引转子一起作旋转运动直流马达的基本构造包括“电枢”、“场磁铁”、“集电环”、“电刷”。 　　

电枢:可以绕轴心转动的软铁芯缠绕多圈线圈。 场磁铁:产生磁场的强力永久磁铁或电磁铁。 集电环:线圈约两端接至两片半圆形的集电环，随线圈转动，可供改变电流方向的变向器。每转动半圈（180度），线圈上的电流方向就改变一次。 电刷:通常使用碳制成，集电环接触固定位置的电刷，用以接至电源。

基本构造　

电动机的种类很多，以基本结构来说，其组成主要由定子（Stator）和转子（Rotor）所构成。

定子在空间中静止不动，转子则可绕轴转动，由轴承支撑。 　　

定子与转子之间会有一定空气间隙，以确保转子能自由转动。 　　

定子与转子绕上线圈，通上电流产生磁场，就成为电磁铁，定子和转子其中之一亦可为永久磁铁。

发展历史

1835年，制作世界上第一台能驱动小电车的应用马达为美国一位铁匠达文波（Thomas Davenport）。 1870年代初期，世界上最早可商品化的马达由比利时电机工程师Zenobe Theophile Gamme所发明。1888年，美国著名发明家尼古拉·特斯拉应用法拉第的电磁感应原理，发明交流马达，即为感应马达。1845年，英国物理学家惠斯顿（Wheatstone）申请线性马达的专利，但原理于1960年代才被重视，而设计了实用性的线性马达，目前已被广泛在工业上应用。 1902年，瑞典工程师丹尼尔森利用特斯拉感应马达的旋转磁场观念，发明了同步马达。1923年，苏格兰人James Weir French 发明三相可变磁阻型（Variable reluctance）步进马达。1962年，藉霍尔元件之助，实用之DC无刷马达终于问世。 1980年代，实用之超音波马达开始问世。

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