电动机无处不在
电动机无处不在！在您的家中，您周围看到的几乎每一个机械运动都是由交流（AC，alternating current）或直流（DC，direct current）电动机引起的。在本文中，我们将对这两种类型进行探讨。
通过了解电动机的工作原理，您可以学到很多关于磁铁、电磁铁和电的知识。电动机利用磁铁产生运动。如果您玩过磁铁，您就会知道所有磁铁的基本定律：异性相吸，同性相斥。
所以，如果您有两块条形磁铁，其两端分别标记为“北极”和“南极”，那么一块磁铁的北极将吸引另一块磁铁的南极。另一方面，一块磁铁的北极将排斥另一块磁铁的北极（南极也会排斥南极）。在电动机内部，这些吸引和排斥力产生旋转运动。
电动机内部结构
您可能会惊讶地发现电动机承担了如此多的工作。
要理解电动机的工作原理，关键是要理解电磁铁的工作原理。（有关详细信息，请参阅《电磁铁的工作原理》。）
电磁铁是电动机的基础。假设您通过在钉子上缠绕100圈电线并将其连接到电池来制造一个简单的电磁铁。当电池连接时，钉子将成为一块磁铁，有北极和南极。
现在假设您拿起钉子电磁铁，将一根轴穿过其中间，然后将其悬挂在马蹄形磁铁中间，如图所示。如果您将电池连接到电磁铁上，使钉子的北极如图所示出现，根据磁性的基本定律您就会知道会发生什么：电磁铁的北极将被马蹄形磁铁的北极排斥，并被马蹄形磁铁的南极吸引。电磁铁的南极也会以类似的方式被排斥。钉子将转动半圈，然后停在所示的位置。
您可以通过改变电子的方向来翻转磁场。
电动机的关键是更进一步，以便在这半圈运动完成的瞬间，电磁铁的磁场翻转。您通过改变电线中流动的电子方向来翻转磁场，这意味着将电池翻转过来。这种翻转使电磁铁再完成半圈运动。如果在每半圈运动结束时恰好在正确的时刻翻转电磁铁的磁场，电动机就会自由旋转。
直流电动机的工作原理
这里的电动机中有两块磁铁：转子（绿色部分）是一个电磁铁，而磁场磁铁是一块永磁体。
如我们所述，您将遇到两种类型的电动机：直流和交流。后者，即直流（DC）电动机，于19世纪中叶首次被开发出来，至今仍在使用。
一个简单的电动机有六个部件：
定子
转子
换向器
电刷
轴
直流电源
直流电动机的外部是定子：一个固定不动的永磁体。内部部分是转子，它是可移动的。这里的转子就像我们前面例子中的钉子，而定子就像马蹄形磁铁。
当直流电源通过转子时，它会产生一个临时电磁场，该电磁场与定子的永久磁场相互作用。换向器的作用是保持磁场极性的翻转，从而使转子持续旋转。这就产生了产生机械动力所需的扭矩。
玩具电动机
从外面看，您可以看到构成电动机主体的钢罐、一根轴、一个尼龙端盖和两根电池引线。
图中的玩具直流电动机很小，直径大约和一角硬币一样大，有两根电池引线。如果您将电动机的电池引线连接到电池上，轴就会旋转。如果您将引线反接，它将朝相反方向旋转。
尼龙端盖由两个卡舌固定。在端盖内部，当电动机旋转时，电动机的电刷将电力从电池传输到换向器。（由于电刷会磨损并需要更换，现代直流电动机通常是无刷的。）
轴支撑着转子和换向器。转子是一组电磁铁，在这种情况下是三个。这个电动机的电枢是一组堆叠在一起的薄金属板，在转子的三个磁极上分别缠绕着细铜丝。每根电线的两端（每个磁极各一个）连接到一个端子上，然后这三个端子中的每一个都连接到换向器的一个极板上。
任何直流电动机的最后一个部件是定子。在这个电动机中，它由罐体本身加上两块弯曲的永磁体组成。在直流电动机中，电枢是转子，磁场是定子。
转子、换向器和电刷
换向器的触点连接到电磁铁的轴上，所以它们随磁铁一起旋转。
如我们之前所述，转子就像我们电磁铁示意图中的钉子。换向器也连接到轴上。换向器只是一对连接到轴上的极板。这些极板为电磁铁的线圈提供两个连接点。
电动机的“翻转电场”部分由两个部件完成：换向器和电刷。
该图展示了换向器（绿色部分）和电刷（红色部分）如何协同工作，使电流流向电磁铁，并在恰当的时刻翻转电子流动的方向。换向器的触点连接到电磁铁的轴上，所以它们随磁铁一起旋转。电刷只是两片有弹性的金属或碳片，与换向器的触点接触。
整合各部件
当您将所有这些部件组合在一起时，就得到了一个完整的电动机。
关键是当转子经过水平位置时，电磁铁的磁极翻转。由于这种翻转，电磁铁的北极总是位于轴的上方，这样它就可以排斥定子的北极并吸引定子的南极。
通常，转子会有三个磁极，而不是本文所示的两个磁极。电动机有三个磁极有两个很好的原因：
这使电动机具有更好的动态性能。在两极电动机中，如果电磁铁在电动机启动时处于平衡点，即在定子的两极之间完全水平，您可以想象转子会“卡”在那里。这种情况在三极电动机中永远不会发生。
在两极电动机中，每次换向器到达翻转磁场的点时，换向器都会使电池瞬间短路。这种短路会浪费能量，不必要地消耗电池电量。三极电动机也解决了这个问题。
根据电动机的大小和用途，可以有任意数量的磁极。
交流电动机的工作原理
现在，我们将探讨交流电动机。交流电动机使用交流电而不是直流电。它与直流电动机有许多相同的部件，并且仍然依靠电磁和磁场翻转来产生机械动力。
交流电动机内部的部件有：
定子
转子
实心轴
线圈
鼠笼
交流电动机定子的绕组在某种程度上起到了直流电动机转子的作用。在这种情况下，它是一圈电磁铁，这些电磁铁成对并按顺序通电，从而产生旋转磁场。
交流转子和定子
您会记得直流电动机中的转子与电池相连。但交流电动机中的转子与电源没有任何直接连接。它也没有电刷。相反，它经常使用一种叫做鼠笼的东西。您没看错。
交流电动机中的鼠笼是一组连接到两个环（两端各一个）的转子条。这有点像笼子里的老鼠（或松鼠）会在里面跑动的东西。鼠笼转子位于定子内部。当交流电源通过定子时，它会产生一个电磁场。鼠笼转子中的条是导体，所以它们会对定子磁极的翻转做出响应。这就是转子旋转的方式，从而产生自己的磁场。
交流感应电动机（其中转子的磁场是由定子的磁场感应产生的）的关键在于转子总是试图追赶。它总是在寻找静止状态，所以它通过旋转来找到那种稳定状态。但是定子使用交流电源产生的电磁场总是会比转子的磁场快一点。转子的旋转产生了产生机械动力所需的扭矩，以转动汽车的车轮或风扇的呼呼声。
一些交流电动机使用绕线转子，即转子是用导线缠绕的，而不是鼠笼式的。不过，鼠笼式的更为常见。在任何一种情况下，交流电动机中只有一个运动部件，这意味着需要更换或维护的部件更少。
电动机无处不在！
环顾您的家，您会发现到处都是电动机。由于我们的家庭使用交流电，这些小电器中的大多数都有交流电动机。直流电动机更可能出现在使用电池的设备中。从厨房开始，以下设备中有电动机：
炉灶上方和微波炉中的风扇
搅拌机
冰箱-实际上有两三个：一个用于压缩机，一个用于冰箱内部的风扇，还有一个在制冰机中
台式搅拌机
在杂物间，以下设备中有电动机：
烘干机
电动螺丝刀
真空吸尘器
电钻
炉鼓风机
即使在浴室，也有电动机在：
风扇
电动牙刷
吹风机
电动剃须刀
您的汽车装满了电动机：
电动车窗
电动座椅
加热器和散热器的风扇
挡风玻璃雨刮器
起动机
交流电动机可能为您的汽车提供动力，而不是汽油发动机
此外，在其他各种地方也有电动机：
计算机
智能手机
玩具
车库门开启器
水族箱水泵
几乎所有运动的东西都使用电动机来实现其运动。
电动汽车
您可能会对电动汽车感到好奇，它们使用交流电动机但靠电池运行，而电池提供直流电。答案很简单：电动汽车有一个额外的部件，称为转换器，它将电池的直流电转换为电动机可以使用的交流电。
电动机常见问题解答
玩具电动机是如何工作的？
一个非常小的电动机有两块小永磁体、一个换向器、两个电刷、三个磁极和一个通过在一块金属上缠绕电线制成的电磁铁。它的工作方式与较大版本相同，但规模要小得多。
什么是直流电动机？
直流电动机将直流电能转换为机械能，这与使用交流电的交流电动机不同。
一个简单电动机的部件有哪些？
一个简单电动机有六个部件：电枢或转子、换向器、电刷、轴、磁场磁铁和某种直流电源。
电动机能使用多久？
在测试条件下，如果在正常运行条件下使用，电动机可以使用15到20年。
直流电动机和交流电动机哪个更好？
交流电动机通常更强大且需要较少的维护，然而，直流电动机往往效率很高。电动机的应用往往会影响是选择交流还是直流电动机。
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