直流電機和三相電機都是什么，工作原理分析，直流電機和交流電機的區別是什么？

　　什么是直流電機？

　　直流電機（direct current machine）是指能將直流電能轉換成機械能（直流電動(dòng)機）或將機械能轉換成直流電能（直流發(fā)電機）的旋轉電機。它是能實(shí)現直流電能和機械能互相轉換的電機。當它作電動(dòng)機運行時(shí)是直流電動(dòng)機，將電能轉換為機械能；作發(fā)電機運行時(shí)是直流發(fā)電機，將機械能轉換為電能。直流電機的結構應由定子和轉子兩大部分組成。直流電機運行時(shí)靜止不動(dòng)的部分稱(chēng)為定子，定子的主要作用是產(chǎn)生磁場(chǎng)，由機座、主磁極、換向極、端蓋、軸承和電刷裝置等組成。運行時(shí)轉動(dòng)的部分稱(chēng)為轉子，其主要作用是產(chǎn)生電磁轉矩和感應電動(dòng)勢，是直流電機進(jìn)行能量轉換的樞紐，所以通常又稱(chēng)為電樞，由轉軸、電樞鐵心、電樞繞組、換向器和風(fēng)扇等組成。

　　直流電機工作原理：

　　電動(dòng)勢產(chǎn)生：當電樞被原動(dòng)機以恒速驅動(dòng)，按逆時(shí)針?lè )较蜣D動(dòng)時(shí)，用右手定則可以判定，線(xiàn)圈ab和cd邊切割磁力線(xiàn)產(chǎn)生的感應電動(dòng)勢的方向，則在負載與線(xiàn)圈構成的回路中產(chǎn)生電流Ia，其方向與電動(dòng)勢方向相同。電流由電刷A流出，由電刷B流回。

　　換向：當電樞轉到右圖所示位置時(shí)，線(xiàn)圈中感應電動(dòng)勢的方向發(fā)生了改變，但由于換向器隨同一起旋轉，使得電刷 A總是接觸 N極下的導線(xiàn)，而電刷B總是接觸S極下的導線(xiàn)，故電流仍由A流出 B流回，方向不變。

　　什么是三相電機？

　　三相電機，是指當電機的三相定子繞組（各相差120度電角度），通入三相交流電后，將產(chǎn)生一個(gè)旋轉磁場(chǎng)，該旋轉磁場(chǎng)切割轉子繞組，從而在轉子繞組中產(chǎn)生感應電流（轉子繞組是閉合通路）。

　　載流的轉子導體在定子旋轉磁場(chǎng)作用下將產(chǎn)生電磁力，從而在電機轉軸上形成電磁轉矩，驅動(dòng)電動(dòng)機旋轉，并且電機旋轉方向與旋轉磁場(chǎng)方向相同。電動(dòng)機也稱(chēng)（俗稱(chēng)馬達），在電路中用字母“M”（舊標準用“D”）表示。它的主要作用是產(chǎn)生驅動(dòng)轉矩，作為用電器或各種機械的動(dòng)力源，電機系全封閉、外扇冷式、鼠籠型結構。

　　三相電機工作原理：

　　當電動(dòng)機的三相定子繞組（各相差120度電角度），通入三相交流電后，將產(chǎn)生一個(gè)旋轉磁場(chǎng)，該旋轉磁場(chǎng)切割轉子繞組，從而在轉子繞組中產(chǎn)生感應電流（轉子繞組是閉合通路），載流的轉子導體在定子旋轉磁場(chǎng)作用下將產(chǎn)生電磁力，從而在電機轉軸上形成電磁轉矩，驅動(dòng)電動(dòng)機旋轉，并且電機旋轉方向與旋轉磁場(chǎng)方向相同。3.1異步電動(dòng)機的電磁轉矩是由定子主磁通和轉子電流相互作用產(chǎn)生的。3.2但異步電動(dòng)機的定子主磁通卻并不是靜止的，而是以一定的轉速旋轉著(zhù)的。3.3產(chǎn)生轉子電流的必要條件是轉子繞組切割定子磁場(chǎng)的磁力線(xiàn)。因此，轉子轉速必須低于定子磁場(chǎng)的轉速（即為“異步”）。

　　直流電機和交流電機的區別：

　　我用最簡(jiǎn)潔最易懂的方式來(lái)說(shuō)一下直流電機和交流電機的工作原理和區別。

　　上圖就是直流電動(dòng)機最簡(jiǎn)單的物理模型。

　　工作原理：

　　1. 直流電源電流順著(zhù)電源正極流到了左邊的電刷上面，電刷和換向器相互摩擦，電流經(jīng)過(guò)左邊的換向器（也叫換向片，這個(gè)電機有左右兩個(gè)換向片）流進(jìn)線(xiàn)圈，從線(xiàn)圈的右邊流出來(lái)，經(jīng)過(guò)右邊的換向片和右邊的電刷流回到電源的負極，形成了閉合回路。

　　2. 由于線(xiàn)圈處在主磁極（圖中的N和S）的磁場(chǎng)中，線(xiàn)圈會(huì )受到電磁力的作用，線(xiàn)圈的兩個(gè)邊由于電流的方向不同（左邊的電流向里流，右邊的向外流），所以?xún)蓚€(gè)線(xiàn)圈邊受到大小相同方向相反的電磁力，這兩個(gè)電磁力剛好形成了電磁轉矩，在電磁轉矩的拉動(dòng)下，線(xiàn)圈開(kāi)始轉動(dòng)了。直流電機中線(xiàn)圈嵌放在轉子槽中，電動(dòng)機就開(kāi)始轉動(dòng)了。

　　3. 左右換向片跟著(zhù)轉軸轉動(dòng)，而電刷固定不動(dòng)，轉動(dòng)一圈以后，右邊的線(xiàn)圈到了左邊，左邊的線(xiàn)圈到了右邊，但是由于換向片的存在，現在處在左邊的線(xiàn)圈內的電流方向和原來(lái)處在左邊的線(xiàn)圈變的電流的方向一樣流向里，所以受到的電磁力方向不變，右邊也一樣。所以從空間上看，在相同位置的線(xiàn)圈邊受的電磁力方向是一直不變的，這就保證了電機的循環(huán)轉動(dòng)。

　　4. 但是一個(gè)線(xiàn)圈，由于這個(gè)線(xiàn)圈轉到不同位置時(shí)磁場(chǎng)是不相同的，導致了線(xiàn)圈所受的電磁力也一直在變，所以線(xiàn)圈轉起來(lái)不穩定，忽快忽慢。所以可以通過(guò)多安裝幾個(gè)線(xiàn)圈來(lái)保證線(xiàn)圈受力均勻和穩定。

　　于是就有了這樣的，

　　甚至這樣的電機模型。

　　再說(shuō)外面的兩個(gè)磁極，其實(shí)是有勵磁線(xiàn)圈產(chǎn)生的電磁鐵，小電機中有永磁鐵，稍微大一點(diǎn)的都會(huì )用電磁鐵。

　　模型是模型，但真實(shí)的電機轉子是這個(gè)樣子的。

　　再說(shuō)交流電機：

　　交流電機分同步和異步電機，同步主要用作發(fā)電機，異步主要是電動(dòng)機。我主要說(shuō)一下異步電動(dòng)機吧，由于異步電動(dòng)機結構簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，維護方便，運行可靠等特點(diǎn)得到了廣泛的應用。

　　交流電機雖然結構簡(jiǎn)單，但是工作原理其實(shí)比直流電機要復雜一點(diǎn)，如果要理解清楚也更加費勁。

　　在交流電機的定子上通上三相對稱(chēng)交流電，如上圖所示，定子不動(dòng)，僅僅通過(guò)電流的變化就能產(chǎn)生旋轉的合成磁場(chǎng)，這個(gè)磁場(chǎng)像一個(gè)繞著(zhù)定子旋轉的磁鐵。

　　有了這個(gè)旋轉的磁鐵，一切就都好辦了，在定子內部隨便放一個(gè)閉合的線(xiàn)圈，在這個(gè)閉合線(xiàn)圈里就會(huì )感應出電動(dòng)勢和電流，就會(huì )產(chǎn)生電磁力，閉合線(xiàn)圈就會(huì )轉動(dòng)起來(lái)。

　　也可以這么理解，定子上有一個(gè)旋轉的磁鐵，轉子閉合線(xiàn)圈由于感應帶電，其實(shí)也變成了一個(gè)電磁鐵，外面的電磁鐵在轉，就會(huì )帶著(zhù)里面的電磁鐵轉，于是交流電機的轉子就轉起來(lái)了。

　　定子磁場(chǎng)的旋轉速度叫同步轉速，里面轉子其實(shí)是被定子磁場(chǎng)牽引著(zhù)在轉動(dòng)，所以它的轉速會(huì )比定子磁場(chǎng)的轉速慢，所以叫異步轉速。所以有了異步電動(dòng)機的名稱(chēng)。

　　交流電機的轉子就是這么簡(jiǎn)單的幾個(gè)閉合線(xiàn)圈，或者說(shuō)閉合導體，像一個(gè)鼠籠子一樣，所以又叫鼠籠式異步電動(dòng)機。

　　另外，由于轉子內部的電動(dòng)勢和電流是由于定子磁場(chǎng)感應出來(lái)的，所以又把異步電動(dòng)機叫做感應電動(dòng)機。所以三相交流異步電動(dòng)機的名字比較多：交流電機，異步電機，感應電機，都是在說(shuō)它，是從不同的角度給它起的名字而已