电动机

电动机（英语：Electric motor），又称马达、摩打、摩托或电动马达，是一种将电能转化成机械能，并可再使用机械能产生动能，用来驱动其他装置的电气设备。大部分的电动电动机通过磁场和绕组电流，为电动机提供能量。电动机与发电机原理基本一样，其分别在于能量转化的方向不同：发电机是借由负载（如水力、风力）将机械能、动能转为电能；若没有负载，发电机不会有电流流出。电动机和电力电子、微控器配合已形成一新学门，称为电动机控制。1740年，第一个电动马达是由苏格兰僧侣安德鲁·戈登（Andrew Gordon）创建的简单的静电设备。1827年，匈牙利物理学家安幼思·杰德利克（ÁnyosJedlik）开始尝试用电磁线圈进行实验。杰德利克解决一些技术问题后，称他的设备为“电磁自转机”。虽然只用于教学目的，但第一款杰德利克的设备已包含今日直流电动机的三个主要组成部分：定子，转子和换向器。1836年，美国一位铁匠汤马斯·达文波特（Thomas Davenport）制作出世界上第一台能驱动小电车的应用电动机，并在1837年申请了专利。由于主要动力电池成本极高，在商业上不成功，达文波特破产。一些发明家继续发展应用电动机，但都遇到了同样电池发电成本的问题。1845年，英国物理学家惠斯顿（Wheatstone）申请线性电动机的专利，但原理于1960年代才被重视，而设计了实用性的线性电动机每次目前已被广泛在工业上应用。1870年代初期，世界上最早可商品化的电动机由比利时电机工程师1888年，美国著名发明家尼古拉·特斯拉应用法拉第的电磁感应原理，发明交流电动机，即为感应电动机。1902年，瑞典工程师丹尼尔森利用特斯拉感应电动机的旋转磁场观念，发明了同步电动机。1923年，苏格兰人James Weir French发明三相可变磁阻型（Variable reluctance）步进电动机。1962年，藉霍尔元件之助，实用之DC无刷电动机终于问世。1980年代，实用之超声波电动机开始问世。电动机的旋转原理的依据为佛来明左手定则或是右手开掌定则，当一导线置放于磁场内，若导线通上电流，则导线会切割磁场线使导线产生移动。电流进入线圈产生磁场，利用电流的磁效应，使电磁铁在固定的磁铁内连续转动的装置，可以将电能转换成动能。与永久磁铁或由另一组线圈所产生的磁场互相作用产生动力。电动机的种类很多，以基本结构来说，其组成主要由定子和转子所构成。定子在空间中静止不动，转子则可绕轴转动，由轴承支撑。定子与转子之间会有一定空气间隙（气隙），以确保转子能自由转动。机壳（场轭）需要用高导磁系数材料制成，要当作磁路用。直流电动机的原理是定子不动，转子依相互作用所产生作用力的方向运动。交流电动机则是定子绕组线圈通上交流电，产生旋转磁场，旋转磁场吸引转子一起作旋转运动。电动机用途众多，大至重型工业，小至小型玩具都有其踪迹。在不同的环境下都会选择不同类型的电动机，以下是一些例子：民生用品工业与商业用途在使用电动机前需先了解其使用的电源是直流电还是交流电，如果是交流电，还需知道它是三相还是单相的交流电，接错电源会导致不必要的损失和危险。电动机转动后若没有接负载或负载很轻使得电动机转速快，则感应电动势较强，此时电动机两端电压为电源提供电压减去感应电压，因此电流减弱。若电动机的负载很重，转速慢则相对感应电动势较小，也因此电源需提供较大电流（功率）以对应所需的较大功率来输出／做功。