電機(jī)的基本原西瑪理與基本結(jié)構(gòu)

時(shí)間：2019-12-12 13:00

2018年稀土科技成果推介會(huì)暨學(xué)術(shù)交流會(huì)上，中國(guó)工程院院士李衛(wèi)指出工業(yè)類電機(jī)已取代磁選和揚(yáng)聲器，成為稀土永磁材料最大應(yīng)用領(lǐng)域。找磁材將針對(duì)電機(jī)及磁性材料在電機(jī)中的應(yīng)用進(jìn)行系列介紹，帶您熟悉和了解電機(jī)知識(shí)和電機(jī)行業(yè)。

實(shí)現(xiàn)電能與機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換的電工設(shè)備總稱為電機(jī)，包含電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)兩類：電動(dòng)機(jī)又稱馬達(dá)，是將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，在電路中用字母M表示；而發(fā)電機(jī)是將機(jī)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(dǎo)線會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)

奧斯特在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，將導(dǎo)線通電后其周圍的小磁針會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，且電流越強(qiáng)，對(duì)小磁針的影響越強(qiáng)，玻璃、木材、水、樹(shù)脂和石頭等也不能阻擋這個(gè)磁場(chǎng)吸引小磁針。這就是著名的“電流的磁效應(yīng)”，簡(jiǎn)稱“電生磁”，人們把它稱為電磁學(xué)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(dǎo)體在磁場(chǎng)中作切割磁感線運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象。這種利用磁場(chǎng)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(xué)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(dòng)一個(gè)磁極，讓另外一個(gè)磁極跟著運(yùn)動(dòng)，如果第一個(gè)磁極旋轉(zhuǎn)的話，另一個(gè)磁極也會(huì)跟著旋轉(zhuǎn)。但是這樣無(wú)法稱之為電機(jī)，因?yàn)樾D(zhuǎn)一個(gè)磁極需要的是機(jī)械能，這樣本質(zhì)上是機(jī)械能之間的轉(zhuǎn)換，不是電能和機(jī)械能之間的轉(zhuǎn)換。那怎么辦呢？安培定律告訴我們，磁場(chǎng)本質(zhì)是由電流產(chǎn)生的，我們想要的是磁場(chǎng)之間的相互作用，因此只要有電流即可，一個(gè)很自然的想法就是：將兩個(gè)磁場(chǎng)中的一個(gè)用線圈來(lái)產(chǎn)生磁場(chǎng)。

1821年，法拉第制作了一個(gè)裝置，這個(gè)裝置能將電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，被認(rèn)為是世界上第一臺(tái)電動(dòng)機(jī)。

法拉第的裝置的組成非常簡(jiǎn)單：將水銀注入一個(gè)圓形容器里面，中間放置一塊永磁體，一根長(zhǎng)的導(dǎo)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(gè)直流電源。原理也很簡(jiǎn)單，永磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)與導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)相互作用，產(chǎn)生一個(gè)使導(dǎo)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(dǎo)電性）解決了電機(jī)連續(xù)旋轉(zhuǎn)的所需要的換向問(wèn)題。

法拉第的電機(jī)驗(yàn)證了機(jī)電能量轉(zhuǎn)換可以連續(xù)進(jìn)行的，為電機(jī)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。當(dāng)然現(xiàn)代電機(jī)和法拉第的電機(jī)模型有了較大的區(qū)別，但原理都是完全一致的：都是兩個(gè)磁場(chǎng)相互作用，所以電機(jī)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(chǎng)和作為電機(jī)的機(jī)械支撐。旋轉(zhuǎn)的部分稱為轉(zhuǎn)子，作用是感應(yīng)電勢(shì)實(shí)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(jī)的效率就會(huì)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(gè)合理的數(shù)值，才能達(dá)到最佳效果。

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