電機的基本原西瑪理與基本結(jié)構(gòu)

時間：2019-12-12 13:00

2018年稀土科技成果推介會暨學術(shù)交流會上，中國工程院院士李衛(wèi)指出工業(yè)類電機已取代磁選和揚聲器，成為稀土永磁材料最大應(yīng)用領(lǐng)域。找磁材將針對電機及磁性材料在電機中的應(yīng)用進行系列介紹，帶您熟悉和了解電機知識和電機行業(yè)。

實現(xiàn)電能與機械能相互轉(zhuǎn)換的電工設(shè)備總稱為電機，包含電動機和發(fā)電機兩類：電動機又稱馬達，是將電能轉(zhuǎn)換為機械能，在電路中用字母M表示；而發(fā)電機是將機械能轉(zhuǎn)換為電能，在電路中用字母G表示。

基本原理

電生磁：通電導線會產(chǎn)生磁場

奧斯特在實驗中發(fā)現(xiàn)，將導線通電后其周圍的小磁針會發(fā)生轉(zhuǎn)動，且電流越強，對小磁針的影響越強，玻璃、木材、水、樹脂和石頭等也不能阻擋這個磁場吸引小磁針。這就是著名的“電流的磁效應(yīng)”，簡稱“電生磁”，人們把它稱為電磁學第一定律。

電磁感應(yīng)

又稱磁電感應(yīng)現(xiàn)象，是指閉合電路的一部分導體在磁場中作切割磁感線運動，導體中就會產(chǎn)生電流的現(xiàn)象。這種利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)現(xiàn)象，產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流。

基本結(jié)構(gòu)

我們從小學就知道，磁鐵分N極和S極，磁力線從N極出發(fā)，最后回到S極；磁鐵同極相斥，異極相吸。利用磁極之間的相互作用力，理論上我們可以移動一個磁極，讓另外一個磁極跟著運動，如果第一個磁極旋轉(zhuǎn)的話，另一個磁極也會跟著旋轉(zhuǎn)。但是這樣無法稱之為電機，因為旋轉(zhuǎn)一個磁極需要的是機械能，這樣本質(zhì)上是機械能之間的轉(zhuǎn)換，不是電能和機械能之間的轉(zhuǎn)換。那怎么辦呢？安培定律告訴我們，磁場本質(zhì)是由電流產(chǎn)生的，我們想要的是磁場之間的相互作用，因此只要有電流即可，一個很自然的想法就是：將兩個磁場中的一個用線圈來產(chǎn)生磁場。

1821年，法拉第制作了一個裝置，這個裝置能將電能轉(zhuǎn)化成機械能，被認為是世界上第一臺電動機。

法拉第的裝置的組成非常簡單：將水銀注入一個圓形容器里面，中間放置一塊永磁體，一根長的導線一端懸掛，另一端浸入容器里的水銀里面，最后再外接一個直流電源。原理也很簡單，永磁體產(chǎn)生的磁場與導線產(chǎn)生的磁場相互作用，產(chǎn)生一個使導線繞軸旋轉(zhuǎn)的力。法拉第的天才之處在于想到了用水銀（常溫液體，有良好的導電性）解決了電機連續(xù)旋轉(zhuǎn)的所需要的換向問題。

法拉第的電機驗證了機電能量轉(zhuǎn)換可以連續(xù)進行的，為電機的發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。當然現(xiàn)代電機和法拉第的電機模型有了較大的區(qū)別，但原理都是完全一致的：都是兩個磁場相互作用，所以電機具備靜止的和旋轉(zhuǎn)的兩大部分：

靜止的部分稱為定子，作用是產(chǎn)生磁場和作為電機的機械支撐。旋轉(zhuǎn)的部分稱為轉(zhuǎn)子，作用是感應(yīng)電勢實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換。

靜止和旋轉(zhuǎn)部分之間有一定大小的間隙，稱為氣隙。氣隙的大小決定磁通量的大小，如果氣隙較大的話，漏磁就多，那么電機的效率就會降低，如果氣隙太小，就容易掃定子膛。因此，需要將氣隙控制到一個合理的數(shù)值，才能達到最佳效果。

以上就是關(guān)于電機的基本原理和電機的基本結(jié)構(gòu)，下周將為大家介紹電機的分類，敬請期待~