电动机利用电磁感应现象将电能转化为机械能,从而产生转动。其中,电动机的动作原理可归纳为4个方面:
电磁感应的基本原理是变化的磁场会在导体中诱发电流,电工常用的电动机就是运用电磁感应现象研究的产物。首先,电动机的定子绕组被直流电激磁而形成磁场,接着它受到滑动叶片的磁场切割,从而在导体中诱发电流,最后在电动机的转子中才产生了电流。
这样一来,导体中同时也产生了磁力,将导体带动转动。由此可见,电动机的整个过程都是建立在电磁感应的基础上的。
当电流在导体中流动时,就会在导体周围形成一个磁场。而当此导体置于外磁场中时,导体内流过的电流会受到外磁场的影响,导致电流在导体中发生偏转,从而产生转动效应。
因此,为了使电动机能够转动,必须使电流与磁场产生相互作用。通过控制电流大小及方向,以及适当的磁场配置,就能产生一个旋转的电磁场。
电动机中细长的转子与短而粗的定子之间有一定的间隙,转子在磁场作用下旋转。由于转子上导体的电流方向不断变化,引起了转子上的一些电流矢量,解释了机械效应的问题。
变化了的电流矢量与磁场的叠加产生了一个旋转的力矩,推动转子进行旋转,同时转子上的导体在与磁场相互作用的过程中产生了旋转力。
电动机的反电动势也是电动机能够转动的重要因素之一,在电动机转动时,转子电流与定子电流的交互作用会产生一种相反的电动势,称为反电动势。反电动势与不变电源电压相反,制约了电动机的电流大小,改变电动机的转速。
因此,在电机设计中,需要将反电动势的因素纳入考虑,调整电机与不变电源的电压大小,以达到变速转动的效果。