电机

在电气工程中，电机是使用电磁力的机器的总称，如电动机、发电机和其他。它们是机电能量转换器：电动机将电力转换为机械动力，而发电机则将机械动力转换为电力。

机器中的运动部件可以是旋转的（旋转机器）或线性的（线性机器）。除了电机和发电机，经常包括的第三类是变压器，虽然它们没有任何移动部件，但也是能量转换器，改变交流电的电压水平。

电机，以发电机的形式，产生了地球上几乎所有的电力，而以电动机的形式消耗了所有电力生产的大约60%。

电动机是在19世纪中期开始发展起来的，从那时起，它已经成为基础设施中无处不在的组成部分。开发更高效的电机技术对任何全球保护、绿色能源或替代能源战略都至关重要。

发电机是一种将机械能转换为电能的装置。发电机迫使电子流经外部电路。它有点类似于水泵，它创造了水流，但并不创造里面的水。机械能的来源，即原动机，可以是往复式或涡轮式蒸汽机，水通过涡轮或水车下落，内燃机，风轮机，手摇曲柄，压缩空气或任何其他机械能来源。

电机的两个主要部分可以用机械或电气术语来描述。在机械方面，转子是旋转部分，而定子是电机的静止部分。在电气术语中，电枢是产生动力的部分，电场是电机的磁场部分。电枢可以在转子或定子上。磁场可以由安装在转子或定子上的电磁铁或永 久磁铁提供。发电机分为两种类型，即交流发电机和直流发电机。

交流发电机将机械能转换为交流电。由于传输到场电路的功率远小于传输到电枢电路的功率，因此交流发电机几乎总是将场绕组放在转子上，电枢绕组放在定子上。

交流发电机可分为几种类型。

• 在感应发电机中，定子磁通在转子中感应出电流。然后，原动机驱动转子超过同步速度，导致相反的转子磁通切割定子线圈，在定子线圈中产生有源电流，从而将电力送回电网。感应发电机从连接的系统中吸取无功功率，因此不能成为一个孤立的电源。
• 在同步发电机（交流发电机）中，磁场的电流由一个单独的直流电流源提供。直流发电机一般都有一个带分裂环的换向器，以产生直流电而不是交流电。

电动机将电能转换为机械能。作为发电机的反向过程，大多数电动机通过相互作用的磁场和载流导体来产生旋转力。电动机和发电机有许多相似之处，许多类型的电动机可以作为发电机运行，反之亦然。电动机的应用范围很广，如工业风扇、鼓风机和泵、机床、家用电器、电动工具和磁盘驱动器。它们可以由直流电或交流电驱动，这导致了两个主要分类。

交流电机将交流电转换为机械能。它通常由两个基本部分组成，一个是外部固定的定子，其线圈提供交流电以产生旋转磁场，另一个是连接在输出轴上的内部转子，通过旋转磁场获得扭矩。

• • 感应（异步）电机，转子磁场是由感应电流产生。转子必须比定子磁场略慢（或更快）地转动，以提供感应电流。有三种类型的感应电机转子，分别是鼠笼式转子、绕线式转子和实心转子。
  • 同步电机，它不依赖感应，因此可以完全按照电源频率或次倍的频率旋转。