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機電設備 来自维基百科,自由的百科全书
馬達(英語:electric motor)又稱電動機,也簡稱電機或音譯電馬達,是使用電力的引擎,泛指任何可以將電能轉化成機械能並做功產生動能來驅動其他裝置的電氣設備。大部分的馬達通過磁場和繞組電流之間的互動產生旋轉力矩;新式的直線馬達正在被研發作為電磁彈射器和磁軌炮等現代軍用裝備。馬達與其它發動機(比如熱機、液壓引擎、氣壓引擎和噴氣引擎等)的原理差別在於能量轉換的方式不同。
與馬達原理相同、但能量轉化方向相反的是發電機,由負載(如水力、風力)將機械能或輻射能轉為電能;若沒有負載,發電機不會有電流流出。馬達和電力電子、微控器配合已形成一門新專業,稱為機電工程學。
1740年,第一個電動馬達是由蘇格蘭僧侶安德魯·戈登(Andrew Gordon)創建的簡單的靜電設備。1827年,匈牙利物理學家耶德利克·阿紐什(Ányos Jedlik)開始嘗試用電磁線圈進行實驗。傑德利克解決一些技術問題後,稱他的設備為「電磁自轉機」(electromagnetic self-rotors)。雖然只用於教學目的,但第一款傑德利克的設備已包含今日直流馬達的三個主要組成部分:定子,轉子和換向器。
1836年,美國一位鐵匠湯馬斯·達文波特(Thomas Davenport)製作出世界上第一台能驅動小電車的應用馬達,並在1837年申請了專利。由於主要動力電池成本極高,在商業上不成功,達文波特破產。一些發明家繼續發展應用馬達,但都遇到了同樣電池發電成本的問題。
1845年,英國物理學家查爾斯·惠斯通(Wheatstone)申請線性馬達的專利,但原理於1960年代才被重視,而設計了實用性的線性馬達每次目前已被廣泛在工業上應用。
1870年代初期,世界上最早可商品化的馬達由比利時電機工程齊納布·格拉姆(Zénobe Théophile Gramme)發明。
1888年,美國著名發明家尼古拉·特斯拉應用法拉第的電磁感應原理,發明交流馬達,即為感應馬達。
1902年,瑞典工程師丹尼爾森利用特斯拉感應馬達的旋轉磁場觀念,發明了同步馬達。1923年,蘇格蘭人James Weir French發明三相可變磁阻型(Variable reluctance)步進馬達。
馬達的旋轉原理的依據為佛來明右手定則或是右手開掌定則,當一導線置放於磁場內,若導線通上電流,則導線會切割磁場線使導線產生移動。電流進入線圈產生磁場,利用電流的磁效應,使電磁鐵在固定的磁鐵內連續轉動的裝置,可以將電能轉換成動能。與永久磁鐵或由另一組線圈所產生的磁場互相作用產生動力。
馬達的種類很多,以基本結構來說,其組成主要由定子和轉子所構成。定子在空間中靜止不動,轉子則可繞軸轉動,由軸承支撐。定子與轉子之間會有一定空氣間隙(氣隙),以確保轉子能自由轉動。機殼(場軛)需要用高導磁係數材料製成,要當作磁路用。
直流馬達的原理是定子不動,轉子依交互作用所產生作用力的方向運動。交流馬達則是定子繞組線圈通上交流電,產生旋轉磁場,旋轉磁場吸引轉子一起作旋轉運動。
馬達 |
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馬達用途眾多,大至重型工業,小至小型玩具都有其蹤跡。在不同的環境下都會選擇不同類型的馬達,以下是一些例子:
民生用品
工業與商業用途
在使用馬達前需先了解其使用的電源是直流電還是交流電,如果是交流電,還需知道它是三相還是單相的交流電,接錯電源會導致不必要的損失和危險。馬達轉動後若沒有接負載或負載很輕使得馬達轉速快,則感應電動勢較強,此時馬達兩端電壓為電源提供電壓減去感應電壓,因此電流減弱。
若馬達的負載很重,轉速慢則相對感應電動勢較小,也因此電源需提供較大電流(功率)以對應所需的較大功率來輸出/作功。
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