电动机的结构与应用

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1、電動機的結構與應用壹 .前言一 .研究動機及目的在這世界上的電器用品大多數都得用到電動機,而電動機俗稱就是馬達 ,電器用品要運轉需要馬達的轉動 ,所以電動機類似人類的心臟 ,本篇主要是來探討電動機的結構與應用 .一 . 電動機的發明者 :在歷史上第一位發明出電動機的人，是美國的物理學家亨利，他在西元 1829 年，改進了電磁鐵的設計，並且成功製造出一部利用電磁鐵使支架上的轉軸上下轉動的機械。 (註一 )電動機如依照其使用的目的來分類，則種類相當龐雜，如以轉動和移動而分類則，如前面所介紹的可分成普通電動機和線型電動機，而普通電動機因其使用之電源有交流電及直流電 ，而有所謂的交流馬達和直流馬達，在

2、使用馬達前需先了解其使用的電源是直流電還是交流電，如果是交流電，還需知道它是三相還是單相的交流電，接錯電源會導致不必要的損失和危險。除此之外，應了解不同電動機的特性及啟動方法，圖 1 為以使用電源分類的概略馬達種類。圖 1以馬達所使用的電源分類的概略馬達種類。不同設計的馬達有不同的啟動方式和動力特性，而適用於不同用途的機械中，例如有些馬達有高轉矩和扭力，而有些馬達則能定速旋轉，或者轉幾分之一圈，一般而言驅動機器的能力以輸出的功率來計算，馬達輸出功率的單位為馬力（ Horse power 簡稱 HP ） 1 馬力（ HP） =746 瓦特（ W），馬力愈高在單位時間裡輸出的功也愈大，在機械中主二

3、、電動機的構造和原理：一般的電動機的結構是包含轉子和定子，轉子是可以旋轉的部份，定子是固定不動的部份，提供周圍的磁場，電動機將從電源取得的電能轉換成機械能。圖 1圖 1 直流馬達的原理：由外部電源提供電流使通過轉子導線，以產生磁場與定子磁場相互作用而轉動，圖 1 中M 表示定子磁場方向， I 表示流過轉子導體的電流方向， F表示轉子與定子磁場相互作用所產生作用力的方向。 (註二 )由於磁場的磁力，可以從永久磁鐵或電磁鐵產生，因此馬達的轉子或定子，都可以是電磁鐵或永久磁鐵，圖 2的玩具直流馬達，其轉子為電磁鐵，定子則為永久磁鐵。然而針對不同的用途需求，電動機須具有不同的特性，實際上電動機的構造也

4、有許多的種類，原理也略有不同，圖 3是感應馬達，其轉子既不是永久磁鐵，也不是用線圈繞成的電磁鐵，而是以定子磁場感應而產生磁力而旋轉，其原理就如同轉動一個磁鐵以帶動一個圓盤的道理，不過此實際的馬達裡，並不是轉動周圍的磁鐵，而是給繞在定子上的線圈電流相位不同，因而產生 N極的時間不同，就如同磁場在旋轉一般。圖 2圖 2直流馬達以永久磁鐵為周圍的磁場，線圈繞成的電磁鐵為中間轉子 (註三 )圖 3圖 3感應馬達以線圈繞成的電磁鐵為周圍的磁場，以感應的方式讓轉子產生渦電流而旋轉。電動機如依照其使用的目的來分類，則種類相當龐雜，而普通電動機因其使用之電源有交流電及直流電，而有所謂的交流馬達和直流馬達，在使

5、用馬達前必需先了解其使用的電源是直流電還是交流電，如果是交流電，還需知道它是三相還是單相的交流電，接錯電源會導致不必要的損失和危險。所以應了解不同電動機的特性及啟動方法。不同設計的馬達有不同的啟動方式和動力特性，而適用於不同用途的機械中，如有些馬達有高轉矩和扭力 ，而有些馬達則能定速旋轉 ，或者轉幾分之一圈，一般而言驅動機器的能力以輸出的功率來計算，馬達輸出功率的單位為馬力1馬力（ HP）=746瓦特（ W ），馬力愈高在單位時間裡輸出的功也愈大，在機械中主要的驅動馬達，都需要比較大的動力，而作為控制用途如定位、定速 等的馬達，則輸出功率較小。三 .電動機的應用 :電動機在應用的時候，只在乎的

6、是能轉得多快，能帶動多大的機械負載，也就是直流電動機的最重要的兩大特性，即速率特性。在固態轉換器的技還沒像今日這樣的發達的時期，想要用交流電動機來達到工業界最常見的轉速、位置、轉矩、拉力、張力的控制需求，是非常難以達成的技術。在當時直流電動機因具有高起動轉矩及高加減速轉矩，可以快速正反轉速度響應快，上面所敘述的技術是很容易實施的，曾經被大量的被工業界使用，作為工廠中的動力來源 。近年來由於固態轉換器及其他相關控制技術的大量開發成功，直流電動機已大量被交流電動機所取代。不管如何，直流電動機在電機市場上每年仍佔很大的比率，其原因乃是目前仍有許多直流供電系統存在，如交通工具中的汽機車、飛行器等，都是

7、使用直流系統。以下以吹風機來當例子，吹風機的結構有外殼、調節及開關制、發熱線、絕緣片、扇葉、電動機和保護網等。以下為吹風機的結構說明:1.外殼 :主要是為了把轉部給包附起，不讓它去傷到使用者，而吹風機外殼要硬度夠，耐熱強，隔熱高。2.調節及開關制 :主要是用來控制吹風機的速度。3.發熱線 :主要是因為導熱好可把電能轉化成熱能。4.絕緣片 :因耐熱高，隔熱好，絕緣佳，可是怕若吹風機的外殼融化，所以在主要的轉部包附住。5.扇葉 :用四片塑膠片合成的，用來產生風。6.電動機 :吹風機最重要的一個地方，可把電能轉換成動能。7.保護網 :為了保護使用者，在吹風機的前端跟背部裝保護網。電動機的結構與應用吹

8、風機的結構吹風機的主要作用是加速風乾頭髮或改變髮形 。吹風機自二十年代被發明以後，其基本功能一直沒甚改變，改變的都是風筒的外形和安全設施。吹風機的原理是利用熱風來蒸發水分。熱風把頭髮上的水分加熱，水分得到熱能後變成水蒸氣，蒸發到空氣中，頭髮便加速風乾。参.結論 :電動機依磁場繞組分類，有他激式、分激式、串激式、積複激式、差複激式等不同的型式。其各電動機都有不同的輸出特性。由上面所敘述，電動機對人類是一種重要的發明，在世界上的電器用品少了電動機就跟廢鐵依樣，完全不能運作，且電動機的用處也很廣，所以只介紹了一種使用電動機的產品，但有很多都沒有介紹，只能敘述電動機的原理跟結構還有一些有用電動機的物品。