為什么要了解電機的工作原理

在我們生活場景中，電機的應用非常廣泛，電風扇、洗衣機驅動電機、冰箱散熱風扇、玩具車驅動電機、電腦散熱風扇、抽油煙機風扇等，幾乎所有的家用電器都會用到電機，可以說沒有了電機，家里的電器基本都會癱瘓，所以即使你不是電子行業從業人員，你也有必要了解電機，知道電機為什么能夠運轉。

本文力求用簡潔易懂的圖片和動畫演示，來說明電機的工作原理，相信看完本篇文章，電機就不再是那個，你最熟悉的陌生人了。

（創作不易，如果對電子技術感興趣，請小主點贊、關注、評論）

電機能轉動的本質

磁極間具有相互作用，同極相斥異極相吸

電機的磁性是通過對定子通電，電流磁效應的原因，在定子線圈上產生了極性。轉子的磁性獲得是由永磁體或電磁感應獲得。轉子和定子分別具有了磁性，只要控制電機，將轉子和定子的極性位置控制在一定角度，轉子就會受力擺動。

而定子磁極持續變化方向，讓轉子和定子的極性位置始終在一定角度上，轉子就會持續地受力，在電機上的應用就是轉子始終繞軸旋轉。

下面，以最簡單的電容啟動式交流單相電機為例，說明轉子的磁場是如何進行變化的，即旋轉磁場的原理。

電容啟動式交流單相異步電機原理圖

由于啟動電容使啟動繞組產生了移相，同一時刻，啟動繞組和運行繞組電流相位不一致，經過設計，使啟動繞組電流相位超前于運行繞組相位接近90°。因為交流電機，電流曲線正弦變化，等效圖如下：

繞組內電流曲線

下面我們分析在A、B、C、D四個極限位置時，轉子線圈產生的磁場有什么變化。

A點時轉子線圈產生的磁場方向

在A點時，我們看到運行繞組電流最大，啟動繞組電流為0，等效于只有運行繞組，假設電流方向如上圖，按照右手螺旋定則，我們可以判斷出此時線圈產生的磁場，N極指向右。

B點時轉子線圈產生的磁場方向

在B點時，我們看到啟動繞組電流最大，運行繞組電流為0，等效于只有啟動繞組，電流方向如上圖，按照右手螺旋定則，我們可以判斷出此時線圈產生的磁場，N極指向上。

C點時轉子線圈產生的磁場方向

在C點時，我們看到運行繞組電流最大，啟動繞組電流為0，等效于只有運行繞組，但是此時電流換向了，電流方向如上圖，按照右手螺旋定則，我們可以判斷出此時線圈產生的磁場，N極指向左。

D點時轉子線圈產生的磁場方向

在D點時，我們看到啟動繞組電流最大，運行繞組電流為0，等效于只有啟動繞組，同樣電流換向了，電流方向如上圖，按照右手螺旋定則，我們可以判斷出此時線圈產生的磁場，N極指向下。

在一個周期內，我們能看到轉子上產生的磁場方向有什么規律么？還沒看明白，我們看一下整個過程。

旋轉磁場演示

是的，在定子繞組上，電磁場的方向在發生有規律的旋轉變向，即旋轉磁場。受定子磁性變化的影響，轉子跟隨磁場變化做繞軸旋轉運動，一個單相異步交流電機就誕生了。

拓展一下

示例是以電容啟動式單相異步電機舉例，我們分解一下，電容起到移相的作用，換成電感，也能起到電流移相的作用；輸入電源是單相交流電，也可以使用三相交流電，通過驅動板電路設計，也可以把直流電轉換為交流電；轉子的速度與磁場速度不同步，即異步電機，同步的話，就產生了同步電機。

電機的分類有很多種方式，每一種電機的優缺點不一樣，應用的場景就會發生變化。明白電機最根本的原理，其他的變化還難嗎？

本文由頭條號:E家電電子技術，轉載請注明出處，如果覺得文章對你有所幫助，歡迎點贊關注評論，帶你一起長知識！