什么是电动机?

[拼音]：diandongji

[外文]：electrical motor

将电能转变成机械能的电机，通常电动机的作功部分作旋转运动，这种电动机称做旋转电动机（见旋转电机）；也有作直线运动时，称做直线电动机。电动机能够提供的功率范围很大，从毫瓦级到万千瓦级，而且使用和控制非常方便，具有自起动、 加速、 制动、反转、掣住等能力，能满足各种运行要求，其工作效率也比较高，又没有烟尘、气味，不污染环境，噪声也比较小。由于它有一系列优点，所以在工农业生产、交通运输、国防、商业乃至家电设备等各个方面得到极广泛的应用。

电动机有多种分类方法，列于下表。

各种电动机中应用最广的是交流异步电动机，又称感应电动机。这种电动机结构牢固，使用方便，运行可靠，价格低廉。但感应电动机调速比较困难，功率因数也比较低，特别是大容量的低速电机，功率因数偏低的问题尤为突出。因此低速、大容量的动力机常用同步电动机。同步电动机不但功率因数好，而且它的转速与负载大小无关，只决定于电网频率，比较稳定。在要求宽范围调速的场合以往多用直流电动机，因为直流电动机调速方便，所需调速设备比较简单。但是，直流电动机有换向器，结构复杂，价格昂贵，而且在换向器上容易产生火花，维护困难，不适于恶劣环境。20世纪70年代以来，随着电力电子技术的发展，交流电动机的调速技术渐趋成熟，设备价格日益降低，已开始得到应用。

电动机在规定的工作制下所能承担而不至引起电机过热的最大输出机械功率。电动机的定额按电动机工作方式分为连续运行制、短时运行制和断续周期运行（间歇运行）制 3种。由于电动机带负载运行时电机的温升是逐渐上升的。在带同样的负载下，连续运行时温升高，短时运行时温升低。通常电动机按连续运行考虑，铭牌上给出的是连续运行时的额定值。如果电动机是按短时运行制或断续周期运行制设计的，在电动机铭牌上应有说明，这种电动机就不能在其额定负载下连续运行。

电动机的额定值只说明它所能安全承担负载的能力，而不是电动机实际的输出功率。电动机的输出功率决定于负载。若电动机不带负载，则称为空载运行，此时的输出功率为零。若负载超过其额定值，电动机就进入过载状态。一般电动机具有短时承受过载的能力。

电动机带动负载运行，如负载的特性和电机的特性配合不当，会出现飞车或停转的不稳定现象。电动机带动负载稳定运行的条件是在运行的工作点附近，电动机转矩随转速的变化率(dM/dп)应小于负载转矩随转速的变化率(dMFZ/dп，即dM/dп 应小于dMFZ/dп。若dM/dп大于dMFZ/dп，电动机就不能稳定运行。例如当电动机受外来干扰使转速略有升高时，若电动机产生的主动转矩增长率（dM/dп）大于负载制动转矩的增长率 (dMFZ／dп)，电动机就会进一步加速，出现飞车现象。反之，若转速略有下降，主动转矩比负载制动转矩减少得多，电机就进一步制动，以至停转。这样电机不能稳定运行。

不少生产机械的速度要求能调节，电动机的调速办法远比其他原动机简便。电动机调速的方法很多。一般电动机调速时其输出功率会随转速而变化。从能量消耗的角度看，调速大致可分为两种：一种是在调速过程中从电源汲取的功率基本保持不变，通过改变调速装置中的能量损耗，调节输出功率以调节电动机的转速，如直流电动机电枢串电阻调速，异步电动机转子串电阻调速等。这是一种低效率的调速方法，但设备比较简单。另一种是控制电动机的输入功率，以调节电动机的转速，如直流电动机的调压调速、异步电动机的变频调速等。这是一种高效率的调速方法，但所需设备比较复杂。这两类调速方法各有优缺点，须根据实际情况选用。

参考书目

许实章编：《电机学》（第二版），机械工业出版社，北京，1988（上册）、1990（下册）。

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