什么是电机电动机的工作原理

发布时间 : 2024-11-23

作者 : 小编

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电动机的工作原理

什么是电机的原理:通过电磁驱动电机

电动马达的基本原理非常简单: 你在它的一端通电，另一端的轴(金属杆)旋转，给你动力来驱动某种机器。这在实际中是如何工作的呢? 到底是怎么把电转化成运动的? 要找到这个问题的答案，我们必须回到近200年前。

假设你拿一根普通的电线，把它做成一个大圈，然后把它放在一个强大的、永久性的马蹄形磁铁的两极之间。现在如果你把电线的两端连接到电池上，电线会短暂地跳起来。当你第一次看到这个的时候，你会很惊讶。就像魔法一样! 但有一个完美的科学解释。

当电流开始沿着导线流通时，就会在导线周围产生磁场。如果你把导线放在永磁体附近，这个临时磁场就会和永磁体的磁场相互作用。你会知道靠近的两块磁铁要么相互吸引，要么相互排斥。同样地，电线周围的临时磁性吸引或排斥磁铁上的永久磁性，这就是导致电线跳跃的原因。

电机原理:弗莱明左手定则是什么

伸出你左手的拇指、食指和中指，使这三个手指成直角。如果你的中指指向电流的方向, 食指的方向磁场方向(从磁铁的北极流向磁铁的南极),拇指将显示线移动的方向。

食指——磁场

中指——电流

拇指——运动(力)

什么是电机的原理:电机是如何工作的

理论上，假设我们把导线弯曲成一个方形的线圈，这样就有两根平行的导线穿过磁场。其中一根电线把电流带走另一个把电流带回来。因为电流在导线中流向相反的方向，弗莱明的左手定律告诉我们，两根导线将向相反的方向移动。换句话说，当我们接通电源时，一根电线会向上移动，另一根会向下移动。

如果线圈能像这样移动，它就会连续地旋转——那么我们就在制造电动马达的路上了。但这在我们目前的设置中是不可能发生的: 电线会很快缠在一起。

一旦线圈达到垂直位置，它就会翻转，所以电流会以相反的方向流过它。现在线圈两边的力反过来了。它不是在同一个方向上连续旋转，而是回到它刚来的方向! 想象一下，一辆有这样马达的电动火车:它在原地来回移动，却从来没有真正去过任何地方。

在实践中，有两种方法可以克服这个问题。一种是使用一种周期性反向的电流，即交流电(AC)。在我们家里使用的那种小型电池驱动的马达中，一个更好的解决方案是在线圈的两端加一个叫做换向器 的部件。

不用担心这个毫无意义的专业名称: 它的意思是来回改变，就像通勤的意思一样。在最简单的形式中，换向器是一个金属环分为两个独立的部分，它的工作是逆转线圈中的电流，每次线圈旋转半圈。线圈的一端连接到换向器的每一半上。

电池发出的电流连接到电机的电端子上。通过一对叫做电刷的松散连接器将电能输送到换向器中。电刷由石墨片(类似于铅笔“铅”的软碳)或薄段有弹性的金属“刷”在换向器上。换向器就位后，当电流流过电路时，线圈将不断地朝同一方向旋转。

一个简单的，实验用的马达，像这样，是不能产生很大的动力的。我们可以增加电动机的旋转力(或力矩)，可以创建在三个方面: 要么我们可以有一个更强大的永久磁铁, 或者我们可以增加流过电线的电流, 或者增加线圈的转数。

在实践中，马达也有一个圆形的永磁体，它几乎接触到线圈内旋转的电线。磁铁和线圈的距离越近，电机产生的力就越大。

可以认为一个电机只有两个基本的组成部分:在电机外壳的边缘有一个永磁体(或磁铁)保持静止，所以它被称为电机的定子。在定子内部，有一个线圈，安装在一个高速旋转的轴上，这被称为转子。转子还包括换向器。

什么是电机的原理:直流电机的工作

直流电机的工作原理主要依赖于弗莱明左手法则。在基本的直流电动机中，电枢被放置在磁极之间。如果电枢绕组由外部直流电源供电，电流开始流过电枢导体。当导体在磁场中携带电流时，它们会受到一个使电枢旋转的力。

假设磁场磁体N极下的电枢导体向下携带电流(叉)，S极下的电枢导体向上携带电流(点)。运用弗莱明左手法则，可以确定导体在N极下所受的力F的方向和在S极下所受的力。人们发现，在任何时刻，导体所受的力都是朝着使电枢转动的方向的。

同样，由于这种旋转，在N极下的导体在N极下，在S极下的导体在N极下。当导体从N极到S极，从S极到N极时，电流通过它们的方向由换向器反转。

由于这种电流的倒转，所有在N极下的导体都带向下的电流，所有在S极下的导体都带向上的电流。因此，每个导体在N极下都会受到同一方向的力，在S极下的导体也是如此。这种现象有助于产生连续的、单向的扭矩。

感应电机的工作

在异步电机的情况下，电动机的工作与直流电动机有一点不同。在单相感应电动机中，当给定子绕组一个单相电源时，会产生脉动磁场; 在三相感应电动机中，当给三相定子绕组一个三相电源时，会产生旋转磁场。

感应电动机的转子可以是绕线式的，也可以是鼠笼式的。无论哪种类型的转子，其上的导体在末端短路，形成闭环。由于旋转磁场，磁通量通过转子和定子之间的气隙，扫过转子表面，从而切断转子导体。

因此，根据法拉第电磁感应定律，闭合转子导体中会有感应电流循环。感应电流的大小与磁链相对于时间的变化率成正比。其次，磁链的变化率与转子和旋转磁场之间的相对速度成正比。根据楞次定律，转子将设法减少产生电流的每一个原因。因此转子旋转，并试图达到旋转磁场的速度，以降低转子与旋转磁场之间的相对速度。

同步电机的工作

在同步电机中，当平衡三相供电给静止三相定子绕组时，产生一个以同步速度旋转的旋转磁场。现在，如果一个电磁铁被放置在这个旋转的磁场中，它被这个旋转磁场锁住，前者和旋转的磁场以相同的速度旋转，也就是同步的速度。

电机的作用与发展简史

一、电机的作用

电机是以电磁感应现象为基础实现机械能与电能之间的转换以及变换电能的机械，包括旋转申机和变压器两大类。旋转电机是机电能量转换装置。主要用作发电机把机械能转变成电能;或作为电动机，把电能转变成机械能。有的电机还用作调相机，用于改善电网的功率因数。此外.还有微特电机.广泛应用于自动控制系统中。变压器是各部件间无相对运动的电能变换装置，广泛应用于电能传输，电压、电流、阻抗的变换和电路隔离。

人类的生产劳动离不开各种能源。在现代工业化社会中.各种自然能源-般都不能直接拖动生产机械，还必须将其先转换为电能，然后再将电能转恋为所需要的能量形态（如机械能、热能、声能、光能等）加以利用。这是因为电能在生产、传输、分配、使用、控制及能量转换等方面极为方便。电机是与电能有关的能量转换机械，它是工业、农业。交通运输。国防工程、医疗设备以及日常生活中常用的重要设备。

电机的主要作用表现在三个方面∶

1.电能的生产、传输和分配

在发电厂中，发电机由汽轮机、燃气轮机、柴油机或水轮机带动。发电机将燃料燃烧、原子核裂变的能量或水的位能转化为机械动能传给发电机，在发电机中转换成电能，然后用变压器升高电压，通过输电线把电能送到用电地区，再经变压器降低电压，供用户使用。

2.驱动各种生产机械和装备

在工农业、交通运输、国防等部门和生活设施中，极为广泛地应用各种电动机来驱动生产机械、设备和器具。例如，机床驱动、电力排灌、农副产品加工、矿石采掘和输送、电车和电力机车的牵引、抽水、鼓风、起吊、轧钢、造纸、医疗设备及家用电器的运行等一般都采用电动机来拖动。

3.作为各种控制系统和自动化、智能化装置的重要元件

随着工农业和国防设施自动化水平的日益提高，出现了多种多样的控制电机，它们在控制系统、自动化和智能化装置（例如电子计算机和机器人）中分别作为执行、检测、放大和解算元件。这类电机一般功率较小.但品种繁多、用途各异，例如.电梯的自动选择与显示，阀门遥控.火炮和雷达的自动定位。飞行器的发射和姿态的控制.机床加工的自动控制和显示. 以及计算机外围设备、各种自动记录仪表、音像录放设备、医疗器械和现代家用电器设备等的运行控制、检测或者记录显示。

电机的发展简史

正如绪论中所介绍的，1831年 10月，法拉第创造了第一部感应发电机的模型。从此，电的研究和应用迅速发展起来，电作为一种新的强大的能源开始在人类的生产、生活中发挥日益巨大的作用。

在生产需要的直接推动下，具有实用价值的发电机和电动机相继问世，并在应用中不断得到改进和完善。初始阶段的发电机是水磁式发电机，即用永久磁铁作为场磁铁。由于永久磁铁本身磁场强度有限，因而永磁式发电机不能提供强大的电力.缺乏实用性。要增大发电机的输出功率，使其达到实用要求.就要对发电机的各个组成部分进行改造。发申机的主要部件是场磁铁、电枢、集电环和电刷。1845年，英国物理学家惠斯通使用外加电源给线圈励磁，以电磁铁取代永久磁铁，取得了极大成功。随后又改进了电枢绕组，从而制成了第一台电磁铁发电机。1866年德国科学家西门子制成第台使用电磁铁的自激式发电机。西门子发电机的成功标志着建造大容量发电机，从而获得强大的电力，在技术上取得了突破。因此，西门子发电机在电学发展史上具有划时代的意义。

自激原理的发现是永磁式发电机向励磁式发电机发展的关键环节。自激是指直流发电机利用本身感应的电功率的一部分去激发场磁铁，从而形成电磁铁。在发电机的改进过程中，磁场的变化经历了从水磁到励磁;而电流励磁又经历了从他激到自激，自激又经历了从串激到并激，再到复激的发展过程。因此直流发电机按其励磁方法的不同又可分为他激和自激两类，而自激发电机又包括了串激、并激和复激三种形式。

1870年比利时人格拉姆（1826—1901）依靠瓦利所提出的原理，并采用了1865年意大利人帕契诺蒂（1841—1912）发明的齿状电枢结构，创造了环形无槽闭合电枢绕组，制成了环形电枢自激直流发电机。1873年，德国电气工程师赫夫纳·阿尔特涅克（1845—1904）对直流发电机的电枢又做了改进，研制成功了鼓状电枢自激直流发电机。他吸取了格拉姆和帕契诺带发电机转子的优点，简化了制造方法.因而大大提高了发电机的效率，降低了发电机的生产成本，使发电机进入到实用阶段。至此，直流发电机的基本结构已达到定型化。1880 年，美国发明家爱迪生制造出了名为"巨象"的大型直流发电机，并于1881年在巴黎博览会上展出。

与此同时，电动机的研制工作也在进行之中。美国工程师达文波特在1836年首先尝试用电动机驱动机械。1834年俄国物理学家雅可比发明了功率为15W的棒状铁心电动机。

发电机和电动机是同一种机器的两种不同的功能，用其作为电流输出装置就是发电机，用其作为动力供给装置就是电动机。电机的这一可逆原理是在 1873年偶然获得证明的。这一年在维也纳的工业展览会上，一位工人操作失误，把一根电线错接到一台正在运行的格拉姆发电机上，结果发现这台发电机的转子改变了方向，迅即向相反的方向转动，变成了一台电动机。在此以前，电动机和发电机是各自独立发展的。从此以后，人们认识到直流电机既可作发电机运行，也可作电动机运行的可逆现象，这个意外的发现，对电机的设计制造产生了深刻的影响。

随着发电、供电技术的发展，电机的设计和制造也日趋完善。1878年出现了铁心开槽法，即把绕组嵌入槽内，以加强绕组的稳固并减少导线内部的涡流损耗。那时出现的有槽铁心和鼓形绕组的结构一直沿用至今。1880年爱迪生提出了薄片叠层铁心法，马克西提出铁心径向通风道原理解决了铁心的散热问题。1882年提出了双层电枢绕组，1883年发明了叠片磁极，1884年发明了补偿绕组和换向极，1885年发明炭粉末制造电刷。1836年确立了磁路计算方法，1891年建立了直流电枢绕组的理论。到19世纪90年代，直流电机已具有了现代直流电机的一切主要结构特点。

尽管直流电机已被广泛使用，并在应用中产生了可观的经济效益，但其自身的缺点却制约了它的进一步发展。这就是直流电不能解决远距离输电，也不能解决电压高低的变换问题，于是交流电机获得了迅速发展。在此期间两相电动机和三相电动机相继问世。1885 年意大利物理学家加利莱奥·费拉里斯（1841-1897）提出了旋转磁场原理，并研制出两相异步电动机模型，1886年移居美国的尼古拉·特斯拉也独立地研制出两相异步电动机。俄国籍电气工程师多利沃—多勃罗沃利斯基在 1888年制成一台三相交流单笼型异步电动机。交流电机的研制和发展.特别是三相交流电机的研制成功为远距离输电创造了条件同时把电工技术提高到一个新的阶段。

1880年前后，英国的费朗蒂改进了交流发电机，并提出交流高压输电的概念。1882年，英国的高登制造出了大型两相交流发电机。1882年法国人高兰德（1850—1888）和英国人约翰·吉布斯获得了"照明和动力用电分配办法"的专利，并研制成功了第一台具有实用价值的变压器，它是交流输配电系统中最关键的设备。

变压器的基本结构是铁心和绕组，以及油箱和绝缘套管等部件。它所依据的工作原理是法拉第在 1831年发现的互感现象，即由于一个电路产生电流变化，而在邻近另一电路中引起感生电动势的现象。在同一铁心上绕上—次绕组和一次签组，如在—次绕组中通入交

变申电流，由于电流的不断变化.使其产生的磁场也随之不断变化.在一次签组中就威应出由动势来。变压器依靠这一工作原理.把发电机输出的申压升高.而在用户那里又把申压隆低。有了变压器可以说就具备了高压交流输电的基本条件。1884年英国人埃德瓦德·霍普金生（1859—1922）又发明了具有封闭磁路的变压器。后来威斯汀豪斯（1846—1914）对吉布斯变压器的结构进行了改进，使之成为一台具有现代性能的变压器。1891年布洛在瑞十制造出高压油浸变压器，后来又研制出巨型高压变压器。由于变压器的不断改进，使远距离高压交流输电取得了长足的进步。

经过100多年的发展，电机本身的理论已经相当成熟。但是，随着电工科学、计算机科学与控制技术的发展，电机的发展又进入了新的发展阶段。其中.交流调速电机的发展最为令人瞩目。

早在半个多世纪以前.传统的变电压、串级、变压变频等交流调速方法的原理就都已经研究清楚了，只是由于要用电路元件和旋转变流机组来实现，而控制性能又比不上直流调速，所以长期得不到推广应用。20世纪70年代以后，有了电力电子变流装置以后，逐步解决了调速装置需要减少设备、缩小体积、降低成本、提高效率、消除噪声等问题，才使交流调速获得了飞跃的发展。发明矢量控制之后，又提高了交流调速系统的静、动态性能。但是要实现矢量控制规律，需要复杂的电子电路，其设计、制造和调试都很麻烦。采用微机控制以后，用软件实现矢量控制算法，使硬件电路规范化，从而降低了成本，提高了可靠性，而且还有可能进一步实现更加复杂的控制技术。由此可见，电力电子和微机控制技术的迅速进步是推动交流调速系统不断更新的动力。

另外，高性能永磁材料和超导材料的发展，也给电机的发展注入了新的活力。

永磁申机由于结构简单.可靠性女好，效率高.节省能量.从成本。性能、投资、维修和可靠性等几方面综合考虑，优于普通电机。但过去永磁材料的磁能积较小，一直没有得到广泛应用。近几年，随着稀土永磁材料的高速发展和电力电子技术的发展，使永磁电机有了长足进步。采用钕铁硼永磁材料的电动机、发电机已经得到广泛应用，大至舰船推进，小到人工心脏血泵等。

超导电机则已经用于发电和高速磁悬浮列车与船舶的推进等。

随着科学技术的进步、原材料性能的提高和制造工艺的改进，电机正以数以万计的品种规格，大小悬殊的功率等级（从百万分之几瓦到1000 MW 以上）。极为较广的转速范围（从数天一转到每分钟几十万转）、非常灵活的环境适应性（如平地、高原、空中、水下、油中，寒带、温带、湿热带、干热带，室内、室外，车上、船上，各种不同媒质中等），满足着国民经济各部门和人类生活的需要。

二、电机的分类与结构

电机的分类

电机是进行机电能量转换或信号转换的电磁机械装置的总称。按照不同的角度，电机有不同的分类方法∶

按照所应用的电流种类，电机可以分为直流电机和交流电机。按照在应用中的功能来分，电机可以分为下列各类。

（1）将机械功率转换为电功率——发电机。

（2）将电功率转换为机械功率——电动机。

（3）将电功率转换为另一种形式的电功率，又可分为∶

①输出和输入有不同的电压——变压器。

②输出与输入有不同的波形，如将交流变为直流——变流机。

③输出与输入有不同的频率———变频机。

④输出与输入有不同的相位——移相机。

（4）在机电系统中起调节、放大和控制作用的电机——控制电机。

按运行速度，电机又可以分为：

（1）静止设备———变压器。

（2）没有固定的同步速度——直流电机。

（3）转子速度永远与同步速度有差异——异步电机。

（4）速度等于同步速度——同步电机。

（5）速度可以在宽广范围内随意调节——交流换向器电机。

按功率大小.又可以分为大型电机、中小型电机和微型电机。

随着电力电子技术和电工材料的发展，出现了其他一些特殊电机，它们并不属于上述传统的电机类型，包括步进电动机、无刷电机、开关磁阻电机、超声波电机等，这些电机通常被称为特种电机。

发电机

发电机是将机械能转变为电能的机械，发电机将机械能转变成电能后送到电网上。提供机械能的原动机有很多种;水轮机、风力机、由燃油与煤炭或原子能反应堆产生的蒸汽将热能变为机械能的蒸汽轮机、直接燃烧气体的燃气轮机、汽油发动机、柴油机等。

人们所用的交流电绝大多数是由交流发电机发出的。这些发电机都是接到交流电网上的，它们必须以固定电角速度旋转，在任何时候都产生相同频率的交流电，这类电机称为同步发电机。

大型发电机主要是同步发电机，单机容量可达数十万千瓦。小容量发电机用于独立电源系统，如柴油发电机、风力发电机等。由于同步发电机需要励磁装置，在部分场合，如风力发电机.也可使用异步发电机进行发电。正如在绪论中介绍的.现代发电厂已经不再采用直流发电机，仅仅在一些特殊场合才用到小型直流发电机。

大型问步发电机的定子由硅钢片各制而成，铁心的槽内放置对称三相绕组。转子由铁磁材料制成.放置励磁绕组.励磷络组经过漫环接入直流励磷由源。业发电机由原动机拖动旋转时，励磁绕组切割三相绕组导体，在绕组中产生感应电动势。由于定子绕组为对称三相绕组，感应出的电动势为对称的三相电动势。大型同步发电机的转子构造有两种类型;隐极式和凸极式。隐极式转子为圆柱形，发申机的气隙为均匀气隙，这类发电机多用于高速大容量汽轮发电机。凸极式转子多用于水轮发电机，这种发电机的转速较低，电机极数较多，转子通过轴与原动机连接。图2-1所示为隐极式和凸极式同步发电机的结构。

电动机

电动机的作用是将电能转换为机械能。现代各种生产机械都广泛应用电动机来驱动。其中小功率电动机和微特电动机，常常用于电动工具与家用电器中，也可以用在自动控制系统和计算装置中作为检测、放大、执行元件等。

生产机械由电动机驱动有很多优点;简化生产机械的结构，提高生产率和产品质量，能实现自动控制和远距离操纵，减轻繁重的体力劳动。

有的生产机械只装配着一台电动机，如单轴钻床;有的需要好几台电动机，如某些机床的主轴、刀架。横梁以及汇测滑油泵和冷却油泵等都是由单独的电动机来驱动的一一辆现代化的高级轿车.常常要用到 40台以上的微利电动机。一一列电动车组要用到几十台功率为几百千瓦的牵引电动机。而大型客机、舰船要用到的驱动与控制电动机则更多。

目前，在生产上用的电动机主要是三相感应电动机，占世界电机数量的60%以上。由于它结构简单，成本低廉.坚固耐用，所以广泛地用来驱动各种金属切削机床、起重机、锻压机，传送带、铸造机械、功率不大的通风机及水泵等。图 2-2所示为三相感应电动机的结构。单相感应电动机常用于功率不大的电动工具和某些家用电器中。

在需要均匀调速的生产机械上，如龙门刨床、轧钢机及某些重型机床的主传动机构，以及在某些电力牵引和起重设备中，传统上采用直流电动机，但随着电力电子技术的进步，已经逐步让位于交流电动机。

同步电动机主要应用于功率较大，不需调速，长期工作的各种生产机械，如压缩机、水泵、通风机等。

伺服电动机是自动控制系统及其他装置中使用的一类小型电动机，按照输入信号进行起动、停止、正转和反转等过渡性动作，操作和驱动机械负荷，广泛应用于工业用机器人、航空、航天、机床、办公设备、各种测量仪器、打印机、绘图仪等设备中。

根据实际需要，电动机可以分为旋转（一维）电动机、直线（一维）电动机、平面（二维）电动机、螺旋（二维）电动机与球型（三维）电动机。

变压器

变压器是一种静止电机.其主要组成部分是铁心和绕组。为了改善散热条件，大、中容量的电力变压器的铁心和绕组浸入在盛满变压器油的封团油箱中，各绕组对外线路的连接由绝缘套管引出。为了使变压器安全可靠地运行，还设有储油柜、安全气道、气体继电器等附件。

变压器主体是铁心及套在铁心上的绕组。把接交流电源的绕组设定为一次绕组，其匝数用字母N.表示;把接负载的绕组设定为一次绕组，其匝数用字母N.表示。当一次绕组接通交流电源时，二次绕组接的电灯就会发光。这可以根据电磁感应原理来说明∶

一次绕组接通交流电压U时，在一次绕组中就有交变电流I，通过，这个电流将激发铁心产生交变的磁通。穿过电路的磁通量发生变化，电路中便有感应电动势产生，这个感应电动势将阻止电流的增加。如果二次电路通过负载闭合，便产生二次电流I。由于一、二次绕组套在同一铁心柱上，铁心中的交变磁通同时交链一、二次绕组，于是在两绕组中都产生感应电动势。显然，对于负载来说，二次绕组中的感应电动势相当于申源，在二次绕组接通的回路中，便有电流通过，使电灯发光。这就是变压器的基本工作原理。

变压器只能传递交流电能，而不能产生电能;它只能改变交流电压或电流的大小.不改变频率。

特种电机

一、永磁无刷电动机

无刷电动机诞生于20世纪60年代后期，并伴随着永磁材料技术、微电子及电力电子技术、电动机技术等迅速发展起来。无刷电动机是—种典型的机电—体化产品，主要中由动机本体、位置传感器及电子开关线路组成。转子采用永磁材料的无剧电动机，又称为永磁无刷电动机，而无刷电动机绝大多数采用永磁转子。

永磁无刷电动机可分为方波（注入电动机本体定子绕组为方波形电流）驱动的无刷直流电动机（BLDCM）和正弦波驱动的永磁同步电动机（PMSM）两种类型。与传统有刷直流电动机相比，BLDCM用电子换向取代原直流电动机的机械换向，并将原有刷直流电动机的定、转子颠倒（转子采用永久磁钢）.从而省去了机械换向器和电刷;而PMSM则是用永磁体取代原绕线式同步电动机转子中的励磁绕组，定子不做改变，因而省去了励磁线圈、滑环和电刷。由于 BLDCM定子电流为方波驱动，相对于 PMSM的正弦波驱动，在相同条件下逆变器获取方波要容易得多，加之其控制也较 PMSM简单（但是其低速运行时性能较 PMSM差——主要是受脉动转矩的影响），因此，BLDC.M 更赢得了人们的广泛关注。

永磁无刷电动机因其卓越的性能和不可替代的技术优势，越来越受到人们的关注，特别是自 20世纪70年代后期以来，随着稀土水磁材料技术、电力电子技术、计算机控制技术等支撑技术的快速发展及微电机制造工艺水平的不新提高，使永磁无刷申动机技术的发展及其性能不断提高，最初在中、小伺服驱动领域与航空、航天、机器人、家用电器中获得应用，而今天已广泛地应用于电动汽车、电动车组、电动舰船等领域。今后，随着永磁无刷直流电动机技术及相关支撑技术等的不断发展以及人类社会的不断进步，永磁无刷电动机将获得更为广泛的应用。

二、直线电机

直线电机的历史，最早可追溯到1840年惠斯登开始提出和制作了略具雏形但并不成功的直线电机，至今已有170多年的历史。在这段历史过程中，直线电机经历了探索实验、开发应用和实用商品化三个时期。

从1840年到1955年的116年间，直线电机从设想到实验，又到部分实验性的应用，经历了一个不断探索、屡遭失败的过程。20世纪50年代以后，以英国莱思韦特（E，Laithwaite）为代表的研究人员在直线电动机基础理论研究方面取得了重要的研究成果，在电机设计理论上取得了很多进展，对直线电机的应用起到了推动作用，也使直线电机再一次受到了各国的重视。

近年来，直线电机在工业机械、轨道交通、电梯、航空母舰飞机发射、电磁炮、导弹发射架、电磁推进潜艇等方面的应用都已经实用化。而美国等正在研究的所谓"太空电梯（Space Elevator）"，则是用直线电机将航天飞机或宇宙飞船发射到太空的计划。

在计算机磁盘驱动器内，有一种驱动磁头的电机称为音圈电机，也可以看成是直线电机的一种。

直线电机并不限于电动机，也有直线发电机，图2-7所示就是一种海浪驱动的直线发电机。

三、步进电动机

步进电动机（Stepping Motor）把电脉冲信号变换成角位移以控制转子转动，在自动控制装置中作为执行元件。每输入—个脉冲信号.步进电动机前进一步，故又称脉冲电动机。随着微电千和计算机技术的发展，步进电动机的需求量与日俱增.在国民经济各领域都有应用。

步进电动机的驱动电源由变频脉冲信号源、脉冲分配器及脉冲放大器组成，由此驱动电源向电动机绕组提供脉冲电流。步进电动机的运行性能取决于电动机与驱动电源间的良好配合。

步进由动机分为机电式及磁电式两种基本类型。机电式步进电动机由铁心、线圈、齿轮机构等组成。螺线管线圈通电时将产生磁力.椎动其铁心心、运动.通过齿轮机构使输出轴转动一角度，通过抗旋转齿轮使输出转轴保持在新的工作位置;线圈再通电.，转轴又转动一角度，依次进行步进运动。磁电式步进电动机主要有永磁式、反应式和永磁感应式三种形式。

四、超导电机

超导电机在机电能量转换原理上与普通电机没有什么不同，只是其绕组采用超导材料，可以大大减小体积、节约能源。由于实现超导需要制冷设备，所以结构特别复杂，因此一般仅用于大型发电机或者电动机如万吨巨轮的推进）。图2-9所示是一台舰船用超导直流电动机。

五、超声波压电电动机

超声波压电电动机是 20世纪 80年代中期发展起来的一种全新概念的新型驱动装置。它没有磁场与绕组，与传统电磁式电机原理完全不同。它是利用压电材料的逆压电效应，将电能转换为弹性体的超声振动.并将摩擦传动转换成运动体的旋转或直线运动。这类电动机具有运行速度低、出力大、结构紧凑、体积小、噪声小等优点，而且不受环境磁场的影响，可以应用于生物生命科学、光学仪器、高精密机械等领域。

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电动机是根据电磁感应的原理制成的!该原理是法拉第发现的?说的是发电机原理,电动机原理是:通电导体(线圈)在磁场中受力运动。理论上应该是奥斯特最先发现的...

电机中的单相，两相，三相是指什么?

单相是220伏电压。相线对零线间的电压。两相的是相线的a和b或c,之间的相电压是380,常见的用电器是380的电焊机。三相的是a.b.c之间的380v的相间电压用途:三相...

发电机电动机热机的区别?

发电机热机过程是随着汽轮机旋转升速而进行的。汽轮机和发电机的转子都是用轴承瓦架来支撑的,因为转子高速旋转,轴承瓦需要用润滑油润滑,所以必须保证润滑油压...

电机功率单位是什么?

电机功率可以用千瓦,瓦,也可以用马力或匹。电机故名思义就是用电的机器,要通电工作的。功率的公式P=UI=U²/R=Ⅰ²R,单位为瓦,千瓦,1千瓦就是1000瓦。若是...

电机功率hp和kw的区别?

hp是英制马力英制的马力(hp)定义为:一匹马于一分钟内将200磅(lb)重的物体拉动165英尺(ft),1hp=746wlkW=1000W电机的功率,...hp是英制马力英制的马力(...

电机重载是什么?

电机重载是指电机启动瞬间负载重,功率因数大。是不是重载启动是看启动时的负荷情况而定。比如说起重机提升启动时负载一直都是加载在电机上的,所以就是重载启...

电动车电机大小有什么区别

[最佳回答]电动车电机功率大小的区别如下:功率大,动力就会大,相应的耗电也要大,也就是同样多的电,跑的路程就明显要短不少;但是功率大的明显比功率小的动力强...

机电设备和电机的区别?

电机只是普通的电气设备,它需要安装在一定的设备上才能发挥作用。否则电机转动不带动设备,白白的浪费电能而无作用。机电设备是指能够直接帮助我们或者供我们...

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发电机保护发电机的保护

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