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電動(dòng)馬達(dá)(Electric motor),又稱為馬達(dá)或電動(dòng)機(jī),是一種將電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能,并可再使用機(jī)械能產(chǎn)生動(dòng)能,用來(lái)驅(qū)動(dòng)其他裝置的電氣設(shè)備。 電動(dòng)機(jī)種類非常繁多,但可大致分為交流電動(dòng)機(jī)及直流電動(dòng)機(jī)以用于不同的場(chǎng)合。
直流電動(dòng)機(jī)(DC Motor)的好處為在控速方面比較簡(jiǎn)單,只須控制電壓大小即可控制轉(zhuǎn)速,但此類電動(dòng)機(jī)不宜在高溫、易燃等環(huán)境下操作,而且由于電動(dòng)機(jī)中需要以碳刷作為電流變換器(Commutator)的部件(有刷馬達(dá)),所以需要定期清理炭刷磨擦所產(chǎn)生的污物。無(wú)碳刷之馬達(dá)稱為無(wú)刷馬達(dá),相對(duì)于有刷,無(wú)刷馬達(dá)因?yàn)樯倭颂妓⑴c軸的摩擦因此較省電也比較安靜。制作難度較高、價(jià)格也較高。交流電動(dòng)機(jī)(AC Motor)則可以在高溫、易燃等環(huán)境下操作,而且不用定期清理碳刷的污物,但在控速上比較困難,因?yàn)榭刂平涣麟妱?dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速須要控制交流電的頻率(或使用感應(yīng)馬達(dá),用增加內(nèi)部阻力的方式,在相同交流電的頻率下降低電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速),控制其電壓只會(huì)影響電動(dòng)機(jī)的扭力。一般民用馬達(dá)之電壓有 110V和220V等兩種,在工業(yè)應(yīng)用還有380V或440V等型態(tài)。
馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)原理的依據(jù)為約翰.安布羅斯.弗萊明的左手定則,當(dāng)一導(dǎo)線置放于磁場(chǎng)內(nèi),若導(dǎo)線通上電流,則導(dǎo)線會(huì)切割磁場(chǎng)線使導(dǎo)線產(chǎn)生移動(dòng)。 電流進(jìn)入線圈產(chǎn)生磁場(chǎng),利用電流的磁效應(yīng),使電磁鐵在固定的磁鐵內(nèi)連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置,可以將電能轉(zhuǎn)換成力學(xué)能。 與yong久磁鐵或由另一組線圈所產(chǎn)生的磁場(chǎng)互相作用產(chǎn)生動(dòng)力 直流馬達(dá)的原理是定子不動(dòng),轉(zhuǎn)子依相互作用所產(chǎn)生作用力的方向運(yùn)動(dòng)。 交流馬達(dá)則是定子繞組線圈通上交流電,產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)吸引轉(zhuǎn)子一起作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)直流馬達(dá)的基本構(gòu)造包括“電樞”、“場(chǎng)磁鐵”、“集電環(huán)”、“電刷”。
電樞:可以繞軸心轉(zhuǎn)動(dòng)的軟鐵芯纏繞多圈線圈。 場(chǎng)磁鐵:產(chǎn)生磁場(chǎng)的強(qiáng)力yong久磁鐵或電磁鐵。 集電環(huán):線圈約兩端接至兩片半圓形的集電環(huán),隨線圈轉(zhuǎn)動(dòng),可供改變電流方向的變向器。每轉(zhuǎn)動(dòng)半圈(180度),線圈上的電流方向就改變一次。 電刷:通常使用碳制成,集電環(huán)接觸固定位置的電刷,用以接至電源。
電動(dòng)機(jī)的種類很多,以基本結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō),其組成主要由定子(Stator)和轉(zhuǎn)子(Rotor)所構(gòu)成。
定子在空間中靜止不動(dòng),轉(zhuǎn)子則可繞軸轉(zhuǎn)動(dòng),由軸承支撐。
定子與轉(zhuǎn)子之間會(huì)有一定空氣間隙,以確保轉(zhuǎn)子能自由轉(zhuǎn)動(dòng)。
定子與轉(zhuǎn)子繞上線圈,通上電流的磁場(chǎng),就成為電磁鐵,定子和轉(zhuǎn)子其中之一亦可為yong久磁鐵。
1835年,制作*一臺(tái)能驅(qū)動(dòng)小電車的應(yīng)用馬達(dá)為美國(guó)一位鐵匠達(dá)文波(Thomas Davenport)。 1870年代初期,*早可商品化的馬達(dá)由比利時(shí)電機(jī)工程師Zenobe Theophile Gamme所發(fā)明。 1888年,美國(guó)著名發(fā)明家尼古拉·特斯拉應(yīng)用法拉第的電磁感應(yīng)原理,發(fā)明交流馬達(dá),即為感應(yīng)馬達(dá)。 1845年,英國(guó)物理學(xué)家惠斯頓(Wheatstone)申請(qǐng)線性馬達(dá)的zhuan利,但原理于1960年代才被重視,而設(shè)計(jì)了實(shí)用性的線性馬達(dá),已被廣泛在工業(yè)上應(yīng)用。 1902年,瑞典工程師丹尼爾森利用特斯拉感應(yīng)馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)觀念,發(fā)明了同步馬達(dá)。 1923年,蘇格蘭人James Weir French 發(fā)明三相可變磁阻型(Variable reluctance)步進(jìn)馬達(dá)。 1962年,藉霍爾元件之助,實(shí)用之DC無(wú)刷馬達(dá)終于問(wèn)世。 1980年代,實(shí)用之超音波馬達(dá)開(kāi)始問(wèn)世。
典型的感應(yīng)電動(dòng)機(jī) 應(yīng)用非常廣泛,電動(dòng)用途眾多,大至重型工業(yè),小至小型玩具都有其蹤跡。在不同的環(huán)境下都會(huì)選擇不同類型的電動(dòng)機(jī),以下是一些例子: 制風(fēng)設(shè)備, 例如電風(fēng)扇 電動(dòng)玩具車、船等 升降機(jī), 電梯 以電力推動(dòng)的交通工具, 例如地下鐵路, 電車 工廠與大賣場(chǎng)的運(yùn)輸帶 公共汽車上的電動(dòng)自動(dòng)門 電動(dòng)卷閘民生用品 光驅(qū) 打印機(jī) 洗衣機(jī) 水泵 磁盤機(jī) 電動(dòng)刮胡刀 錄音機(jī) 錄影機(jī) CD唱盤工業(yè)與商業(yè)用途 快速電梯 工作母機(jī)(如:機(jī)床) 紡織機(jī) 攪拌機(jī)等
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