電動機的定義和原理

圖1：根據弗萊明左手定則生成力
圖2說明了根據弗萊明右手法則通過在磁場中移動導體來產生電壓的原理。如果導體的移動速度為v（m / s），則生成的電壓e = Blv（V）。圖2中的磁場由永磁體制成，但是也可以通過使電流通過繞組的線圈產生磁場。那些產生磁場的磁體（例如永磁體和線圈）稱為場磁體。

圖2：根據弗萊明右手定則產生電壓
電動機通過流過勵磁線圈和導體的電流的相互作用產生旋轉力。電機發展的早期（約1830年）面臨的挑戰是如何將產生的力轉換為電機的旋轉運動。由于磁場產生的磁通方向是恒定的，因此有必要通過旋轉電流流過的導體來切換電流方向。使之成為可能的本發明是電刷和換向器機構。結果，實現了能夠連續旋轉的DC電動機。當時，直流電是主流，因此創建了由DC（直流）電源驅動的電動機。后來隨著交流（AC）發電機的商業化，還開發了以三相交流電為電源的電動機。在交流電動機中，三相交流電被提供給作為磁場線圈的定子繞組。由三相交流電產生的磁場的合成與交流電頻率同步旋轉。因此，與直流電動機不同，交流電動機自動切換電流方向，不需要特殊的機構。交流電動機的定子繞組產生的磁場稱為旋轉磁場，當頻率為f且極數為P時，磁場以N = 120 f / P（rpm）的轉速旋轉。大多數當前的電動機，例如DC（直流）電動機和AC（交流）電動機，都按照弗萊明左手定則及其所產生的洛倫茲力（Bli法則）運行。然而，在電動機開發的早期，也將利用電磁體的吸引力的方法作為電磁力產生的原理。圖3示出了通過電磁力吸引產生力的原理。

圖3：磁阻力原理
當電流通過線圈狀磁體時，磁體被磁化，并且在附近的磁體中被磁化，從而在磁軸重合的方向上產生力。該力的作用是使間隙之間的磁阻最小化，稱為磁阻力。利用該力的磁阻電動機的缺點在于，由于磁阻力隨著位移而變化，因此難以獲得恒定的旋轉力。為了克服這些缺點，需要高級控制，因此，與直流電動機和交流電動機相比，磁阻電動機的使用速度有所降低。