图1-1 电动机

电动机（见图1-1）（俗称马达）是一种将电能转换成机械能的动力设备。

1.电动机的发展历程

电动机从发明到现在已有近200年历史。早在1821年，英国科学家法拉第首先表明可以把电力转换为旋转运动，为电动机的制造提出了理论依据。1834年德国的雅可比制成了第一台电动机。他是在两个U形电磁铁中间，装一个六臂轮，每臂轮带两根棒形磁铁。通电后，棒形磁铁与U形磁铁产生相互吸引和排斥作用，带动轮轴转动。后来，雅可比做了一个大型的装置，安置在小艇上，用320个丹尼尔电池供电。1838年小艇在易北河上首次航行，时速只有2.2km/h，虽然转速较低，但实践了将电能转换为机械能的理论。

1831年美国物理学家亨利设计出最初电子式电动机。同时，美国的达文波特也成功地制造出了驱动印刷机的电动机。但这些电动机使用电池作为电源，制造成本高且不实用，都没有太大的商用价值。

1870年比利时工程师格拉姆发明了直流发电机。在设计上，直流发电机与电动机很相似。后来，格拉姆表明向直流发电机输入电流，其转子会像电动机一样旋转。于是这种格拉姆型电动机大量地制造出来。随着第一台实用直流电动机的问世，使电动机在生产领域得到了广泛应用。

在第一台直流发电机研制成功并实际运用的基础上，德国的西门子研制了更好的电动机，并着手研制由电机驱动的车辆。西门子于1879年研制出了世界上第一台电车，该电车只有3马力^[1]，在当时的柏林工业展览会上，这种不冒烟的电车赢得了观众的一片喝彩。在此之后，美国科学家爱迪生研制出了12～15马力的电动机车。但当时的电动机全是直流电动机，只限于驱动电车。

1888年科学家特斯拉，根据电磁感应原理，制造出了第一台交流电动机。这种交流电动机定子和转子结构，使用交流电源，当电动机输入交流电后，交流电快速输入一组称为定子的外线圈，继而产生一个旋转磁场。转轴内的一组线圈则称为转子，它会被定子的旋转磁场感应出电流，所以又称为感应电动机。

1902年瑞典工程师丹尼尔森首先提出同步电动机构想。

电动机的发明与发展为整个社会的科学技术发展起到强大的促进作用。目前，电动机已在工业、农业、国防、交通和家用电器等各个领域内得到了广泛应用。

2.电动机的分类

电动机按其电源性质可分为交流电动机和直流电动机两大类。但无论是交流电动机还是直流电动机，都是以法拉第电磁感应定律为基础研制而成的，它们的工作都是基于定子、转子之间的磁场与电流的相互作用而产生转矩，驱动转子旋转。(www.daowen.com)

（1）交流电动机

交流电动机（见图1-2）是使用交流电源来实现转动的电动机，可分为同步电动机和异步电动机两种基本形式。

同步电动机的定子是三相交流绕组，转子为磁极绕组，在转轴上安装有一对集电环，通过集电环与外电源连接。

图1-2 交流电动机

异步电动机的定子与同步电动机的定子相同，也是三相交流绕组，从电源吸取无功励磁电流建立旋转磁场。其转子有笼型转子和绕线转子两种形式。其中，笼型转子为自身短路的绕组；绕线转子为普通三相绕组，通过轴上的三个集电环与外电路连接。

（2）直流电动机

直流电动机（见图1-3）是使用直流电源来实现运转的电动机。由定子和转子（电枢）构成。定子为磁场部分，其励磁方式有自励和他励两种。

其中，自励电动机按照其励磁绕组与转子（电枢）绕组连接方式的不同，又分为并励、串励及复励三种。在实际使用中，以并励电动机较为常见。

图1-3 直流电动机