電機，也稱電動機（俗稱馬達），是指依據電磁感應定律實現電能的轉換或傳遞的一種電磁裝置。其主要作用是產生驅動扭矩，作為電器或各種機器的動力源。電動機廣泛應用的動力來自DC汽車的出現。1870年，比利時工程師格拉姆發明了這種實用的機器并大量制造，隨后不斷提高電動機的效率。另一個電機研究單位德國西門子公司也在努力研究。幾乎在格拉姆成功的同時，西門子推出了電力機車，在柏林工業展上贏得了不少掌聲。

交流電機的發明是由美國發明家特斯拉完成的。最早的交流電機是根據電磁感應原理設計的。它的結構比DC汽車簡單，也比只能在有軌電車上使用的DC汽車應用更廣泛。它的發明使電機真正進入家用電器領域。交流電動機問世之后，同步電動機、串激電動機、交流換向器電動機等也逐步被人們發明出來，并投入實際生產，為人們的生活提供更多的便利。電動機的發明和應用對人類意義重大，可以說給人類生活帶來了翻天覆地的變化。

一、電動機的分類

1.1 電動機的分類

電動機按工作電源類型劃分：可分為DC電動機和交流電動機。

根據結構和工作原理，DC電機可分為無刷DC電機和有刷DC電機。

有刷DC電機可分為永磁DC電機和電磁DC電機。

電磁電機分為串勵DC電機、并勵DC電機、他勵DC電機和復合勵磁DC電機。

永磁DC電機分為稀土永磁DC電機、鐵氧體永磁DC電機和鋁鎳鈷永磁DC電機。其中，交流電機又可分為同步電機和異步電機。

同步電機可分為永磁同步電機、磁阻同步電機和磁滯同步電機。

異步電動機可分為感應電動機和交流換向器電動機。感應電機可分為：

三相異步電動機、單相異步電動機和罩極異步電動機等。

換向器電機可分為單相串勵電機、交流/DC兩用電機和推斥電機。

二、分類電機的特點及應用場合

2.1直流電動機

DC電機是一種依靠DC工作電壓運行的電機。廣泛應用于錄音機、錄像機、DVD播放機、電動剃須刀、吹風機、電子表、玩具等。

2.1.1無刷直流電動機

無刷DC電機采用半導體開關器件實現電子換向，即電子開關器件取代了傳統的接觸換向器和電刷。具有可靠性高、無倒車火花、機械噪音低的優點，廣泛應用于高檔錄音座椅、錄像機、電子儀器、自動化辦公設備中。

無刷DC電機由永磁轉子、多極繞組定子和位置傳感器組成。位置傳感器根據轉子位置的變化，按照一定的順序對定子繞組的電流進行換向(即檢測轉子磁極相對于定子繞組的位置，在確定的位置產生位置傳感器信號，經信號轉換電路處理后控制功率開關電路，按照一定的邏輯關系切換繞組電流)。定子的工作電壓由位置傳感器輸出控制的電子開關電路提供。

有三種類型的傳感器：磁傳感器、光電傳感器和電磁傳感器。

帶磁位置傳感器的無刷DC電機，其磁傳感器器件(如霍爾元件、磁二極管、磁二極管、磁電阻或ASIC等。)安裝在定子組件上，用于檢測永磁體和轉子旋轉時產生的磁場變化。

帶光電位置傳感器的無刷DC電機在定子總成的一定位置裝有光電傳感器，轉子裝有遮光板，光源為LED或小燈泡。當轉子轉動時，由于遮光板的作用，定子上的光敏元件會間歇地產生一定頻率的脈沖信號。

帶電磁位置傳感器的無刷DC電機裝有電磁傳感器元件(如耦合變壓器、接近開關、LC諧振電路等。)在定子組件上。當永磁轉子的位置改變時，電磁效應將導致電磁傳感器產生高頻調制信號(其幅度變化w

永磁DC電機也是由定子磁極、轉子、電刷、外殼等組成。定子磁極采用鐵氧體、鋁鎳鈷、釹鐵硼等材料制成的永磁體(永磁鋼)。按其結構可分為圓柱型和瓦型。錄像機用的電大部分是圓柱形磁鐵，而電動工具和汽車電器用的電機大部分用的是特殊的塊狀磁鐵。

一般來說，轉子由層壓硅鋼片制成，槽比電磁DC電機的轉子少。錄像機用的小功率電機大多是3槽，高檔一點的是5槽或者7槽。漆包線纏繞在轉子鐵芯的兩個槽之間(三個槽有三個繞組)，漆包線的每個接頭焊接在換向器的金屬片上。電刷是連接電源和轉子繞組的導電部件，兼具導電性和耐磨性。永磁電機的電刷采用單金屬片或金屬石墨電刷和電化學石墨電刷。

錄像機中使用的永磁DC電機采用電子穩速電路或離心穩速裝置。

2.1.2永磁式直流電動機

電磁DC電機電磁DC電機由定子磁極、轉子(電樞)、換向器(俗稱換向器)、電刷、機殼、軸承等組成。

電磁DC電機的定子極(主極)由鐵芯和勵磁繞組組成。根據勵磁方式的不同(舊標準稱為勵磁)，可分為串勵DC電機、并勵DC電機、他勵DC電機和復合勵磁DC電機。由于勵磁方式不同，定子磁極的磁通(由定子磁極的勵磁線圈產生)的規律也不同。

DC系列電機的勵磁繞組通過電刷和換向器與轉子繞組串聯。勵磁電流與電樞電流成正比，定子磁通隨勵磁電流的增大而增大，轉矩近似與電樞電流的平方成正比，轉速隨轉矩或電流的增大而迅速下降。其起動轉矩可達額定轉矩的5倍以上，短時過載轉矩可達額定轉矩的4倍以上，變速率大，空載轉速很高(一般不允許空載運行)。調速可以通過外接電阻與串聯繞組串聯(或并聯)實現，也可以通過串聯繞組并聯實現。

并勵DC電機的勵磁繞組與轉子繞組并聯，勵磁電流恒定。起動轉矩與電樞電流成正比，起動電流約為額定電流的2.5倍。轉速隨電流和轉矩的增加而略有下降，短時過載轉矩為額定轉矩的1.5倍。速度變化率較小，在5%到15%之間。可以通過削弱磁場的恒定功率來調整速度。

他勵DC電機的勵磁繞組由獨立的勵磁電源供電，勵磁電流恒定，起動轉矩與電樞電流成正比。速度變化也是5%~15%。可以通過削弱磁場的恒定功率來提高轉速，或者通過降低轉子繞組的電壓來降低轉速。

復合DC電機的定子極除并聯繞組外，還裝有與轉子繞組串聯的串聯繞組(匝數較少)。串聯繞組產生的磁通量的方向與主繞組的方向相同。起動轉矩約為額定轉矩的4倍，短時過載轉矩約為額定轉矩的3.5倍。速度變化率為25%~30%(與串繞有關)。可以通過減弱磁場強度來調節轉速。

2.1.3電磁式直流電動機

2.2交流電動機

同步電機是一種恒速驅動電機，其轉子轉速與工頻保持恒定的比例關系，廣泛應用于電子儀器、現代辦公設備、紡織機械等。

2.2.1 交流同步電動機

永磁同步電機屬于異步起動永磁同步電機，其磁場系統由一塊或多塊永磁體組成，通常在鑄鋁或銅條焊接而成的籠型轉子中，按所需極數嵌有永磁磁極。定子的結構類似于異步電動機。

當定子繞組通電時，電機開始根據

磁阻同步電機磁阻同步電機又稱反應式同步電機，是利用交軸和直軸轉子的不相等磁阻產生磁阻轉矩的同步電機。其定子結構與異步電機相似，但轉子結構不同。

2.2.1.1永磁同步電動機

同一個籠型異步電機進化而來。為了使電機產生異步起動轉矩，轉子還裝有籠型鑄鋁繞組。轉子上設有與定子極數(只有凸極，沒有勵磁繞組和永磁體)相對應的反作用槽，產生磁阻同步轉矩。根據轉子上反應槽的結構不同，可分為內反應式轉子、外反應式轉子和內外反應式轉子，其中外反應式轉子的反應槽開在轉子的外圓上，使其直軸和交軸方向的氣隙不同。內反作用轉子上有凹槽，阻擋了跨軸磁通，增加了磁阻。內外反作用轉子綜合了上述兩種轉子的結構特點，直軸和交軸的差別較大，使得電機的力和能量更大。磁阻電機又分為單相電容運行型、單相電容起動型、單相雙值電容型等。

2.2.1.2磁阻同步電動機

磁滯電機是利用磁滯材料產生磁滯轉矩的同步電機。分為內轉子式磁滯同步電機、外轉子式磁滯同步電機和單相包極式磁滯同步電機。

內轉子磁滯同步電機的轉子結構是一個隱藏的磁極，具有光滑的圓柱形外觀。轉子上沒有繞組，但在鐵芯的外圓有一個由磁滯材料制成的環形有效層。

定子通電后，產生的旋轉磁場使磁滯轉子產生異步轉矩開始旋轉，然后將自己拉入同步運行。電機異步運行時，定子的旋轉磁場以轉差頻率反復磁化轉子；同步運行時，轉子上的磁滯材料被磁化，出現永久磁極，從而產生同步轉矩。

2.2.1.3磁滯同步電動機

交流異步電動機是運行在領先交流電壓下的電動機，廣泛應用于電風扇、冰箱、洗衣機、空調、吹風機、吸塵器、抽油煙機、洗碗機、電動縫紉機、食品加工機等家用電器，以及各種電動工具和小型機電設備。

電機的速度(轉子速度)小于旋轉磁場的速度，所以稱為異步電機。它基本上和感應電機一樣。s=(ns-n)/ns .s是轉差率，ns是磁場速度，n是轉子速度。

2.2.2 交流異步電動機

(1)三相異步電動機接入三相交流電源時，三相定子繞組流過三相對稱電流產生的三相磁動勢(定子旋轉磁動勢)，產生旋轉磁場。

(2)旋轉磁場與轉子導體有相對切割運動。根據電磁感應原理，轉子導體產生感應電動勢和感應電流。

(3)根據電磁力定律，載流轉子導體在磁場中受到電磁力的作用，形成電磁轉矩，驅動轉子旋轉。當電機軸承受機械負載時，會向外輸出機械能。

基本原理：

單相異步電動機由定子、轉子、軸承、機殼、端蓋等組成。

它由定子框架和帶繞組的鐵芯組成。鐵芯由硅鋼片沖壓疊壓成槽而成，槽內嵌有兩組相隔90電角度的主繞組(也叫運行繞組)和輔助繞組(也叫起動繞組形成輔助繞組)。主繞組接交流電源，輔助繞組串聯離心開關S或起動電容和運行電容，再接電源。

所述轉子為籠式鑄鋁轉子，其特征在于，鐵芯疊壓后用鋁澆鑄在鐵芯的槽內，端環一起澆鑄，這樣轉子

2.2.2.1 單相異步電動機

磁極電機是單向交流電機中最簡單的一種，通常采用籠型斜槽鑄鋁轉子。根據定子形狀和結構的不同，可分為凸極罩極電機和隱極罩極電機。

凸極罩極電機的定子鐵芯是一個帶有凸出磁極的方形、矩形或圓形磁場框架，每個磁極有一個或多個短路銅環，即罩極繞組。凸極上的集中繞組用作主繞組。

隱極包覆電機的定子鐵芯與普通單相電機相同。其定子繞組采用分布繞組，主繞組分布在定子槽內。包覆極繞組不是短路銅環，而是繞成分布繞組(串聯后自行短路)，嵌在定子槽內(約占總槽數的2/3)，起輔助組的作用。主繞組和屏蔽繞組在空間上成一定角度。

當罩極電機的主繞組通電時，罩極繞組也會產生感應電流，使定子磁極有蓋部分和無蓋部分的磁通向有蓋部分方向旋轉。