电动机工作原理

文章摘要：<-- Page Break -->电枢 继续考察上一页的插图。现在我们用电枢来替代电动机中的钉子。电枢是一种电磁铁，其制作方式是在金属芯的两个或更多极上卷绕细线。 电枢带有一个轴，该轴与整流子相连接。在右图中，您可以看到同一电枢的三种不同视图：前视图、侧视图和后视图。后视图中没有包括绕组，目的是为了更清楚地展示整流子。您可以发现整流子不过是与轴连接的一对极板。这些极板分别连接到电磁铁线圈的两个连接端。 电刷和整流子 在电动机中，用于“翻转电场”的部件是由两个部分组成的：整流子和电刷。 右图显示了整流子和电刷如何作为一个整体使电流流向电磁铁，以及如何在适当的时间翻转电子的流动方向。

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电枢

继续考察上一页的插图。现在我们用电枢来替代电动机中的钉子。电枢是一种电磁铁，其制作方式是在金属芯的两个或更多极上卷绕细线。

电枢带有一个轴，该轴与整流子相连接。在右图中，您可以看到同一电枢的三种不同视图：前视图、侧视图和后视图。后视图中没有包括绕组，目的是为了更清楚地展示整流子。您可以发现整流子不过是与轴连接的一对极板。这些极板分别连接到电磁铁线圈的两个连接端。

电刷和整流子

在电动机中，用于“翻转电场”的部件是由两个部分组成的：整流子和电刷。

右图显示了整流子和电刷如何作为一个整体使电流流向电磁铁，以及如何在适当的时间翻转电子的流动方向。整流子的触点与电磁铁的轴相连，使轴可以随磁铁一起旋转。电刷不过是两片与整流子接触的弹性金属或碳。

将所有这些部件装在一起，您就可以得到一个完整的电动机：

电枢

本图省略了电枢绕组，以便您方便地查看整流子的运转。要观察的关键之处在于，当电枢横向移动时，电磁铁的两极会发生翻转。由于这种翻转，电磁铁的北极会始终位于轴的上方，从而排斥场磁铁的北极，并吸引场磁铁的南极。

如果您有机会拆开一个小型电动机的话，就会发现其中包含了上面所述的相同零件：两块小型永久磁铁、一个整流子、两个电刷以及一个电磁铁（通过在一块金属上绕线制成）。但是，转子几乎总是带有三个极，而不是本文所示的两极。电动机使用三个极可以带来两个优势：

• 使电动机具有更好的动力。在双极电动机中，如果电动机启动时，电磁铁位于平衡点上，也就是在场磁铁两极之间的完全水平位置，则您可以想象得到，电枢将“卡”在这个位置。在三极电动机中永远不会发生这种情况。
  
• 在双极电动机中，每当整流子到达它翻转磁场的位置时，就会使电池短路（将正极和负极直接相连）片刻。这种短路浪费了能量，并且使电池不必要地放电。而三极电动机则同样可以解决这个问题。

根据电动机的大小及其具体用途，您可以使用任意数目的电极。

环顾一下您的房间，您就会发现到处都有电动机的身影。您可以尝试展开下面这个有趣的调查：在房间里走一遍，统计一下找到的所有电动机。从厨房开始，以下位置会使用电动机：

• 炉子上方和微波炉中的风扇
• 洗涤槽下面的排污器
• 搅拌机
• 开罐器
• 冰箱——事实上它有两到三个电动机：一个供压缩机用，一个供冰箱内部风扇用，还有一个供制冰机用
• 混合器
• 应答机中的磁带播放机
• 甚至烘箱上的时钟也有可能使用了电动机

杂物间中的以下位置使用了电动机：

• 洗衣机
• 干燥机
• 电动螺丝刀
• 真空吸尘器和微型真空除尘器
• 电锯
• 电钻
• 火炉鼓风机

甚至在浴室也可以找到电动机：

• 风扇
• 电动牙刷
• 吹风机
• 电动刮胡刀

汽车中也装有一些电动机：

• 自动开闭式车窗（每个车窗配有一个电动机）
• 自动调节座位（每个座位配有多达七个电动机）
• 加热器和散热器的风扇
• 挡风玻璃雨刷
• 启动马达
• 无线装置电动天线

此外，其他场所也存在各种各样的电动机：

• VCR中有若干个电动机
• CD播放器或大型录音机中有若干个电动机
• 计算机中有许多电动机（磁盘驱动器使用两至三个，加上一至两个风扇使用的电动机）
• 大多数运动玩具至少包含一个电动机（例如Tickle-me-Elmo在振动时使用的电动机）
• 电子时钟
• 车库开门装置
• 鱼缸水泵

在房间里转了一遭后，我统计到各种设备中隐藏有50多个电动机。每个运动设备都是使用电动机来实现其运动的。

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