交流電機(jī)與直流電機(jī)有什么區(qū)別？

西安泰富西瑪電機(jī)生產(chǎn)的電機(jī)種類有很多，當(dāng)然了，主要的兩類就是交流電機(jī)與直流電機(jī)。今天，我們和大家簡單分享一下關(guān)于交流電機(jī)與直流電機(jī)之間的區(qū)別。

除了與每個(gè)組件的供電方式相關(guān)的明顯差異之外，交流電機(jī)和直流電機(jī)之間還存在幾個(gè)關(guān)鍵差異。下面西瑪電機(jī)技術(shù)人員簡要介紹了每種類型的電機(jī)，然后總結(jié)了它們之間的差異。

什么是交流電機(jī)？

交流電機(jī)是將交流電壓和電流形式的電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的機(jī)電設(shè)備。西安泰富西瑪電機(jī)生產(chǎn)的交流電機(jī)有不同的種類，可以分為感應(yīng)電機(jī)（異步）或同步電機(jī)，并且包含定子和轉(zhuǎn)子。感應(yīng)電機(jī)可以是單相或多相，而同步電機(jī)包括磁阻電機(jī)和磁滯電機(jī)。請參閱我們的相關(guān)指南“交流電機(jī)類型”，以了解有關(guān)每種電機(jī)的更多信息。

什么是直流電機(jī)？

直流電機(jī)可以將以直流電形式提供的電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械旋轉(zhuǎn)能。相同的裝置可以反向使用，通過電機(jī)軸的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生直流電。當(dāng)以這種方式使用時(shí)，該設(shè)備充當(dāng)發(fā)電機(jī)。有幾種主要類型的直流電機(jī)可供選擇。其中包括永磁直流電機(jī)、串激直流電機(jī)、并聯(lián)直流電機(jī)、復(fù)合直流電機(jī)和無刷直流電機(jī)。我們的相關(guān)指南直流電機(jī)類型包含有關(guān)每種類型的更多信息。

交流電機(jī)和直流電機(jī)有何不同？

雖然交流電機(jī)和直流電機(jī)都以旋轉(zhuǎn)電機(jī)軸的形式產(chǎn)生機(jī)械能，但存在一些關(guān)鍵區(qū)別：

輸入功率

交流電機(jī)通過輸入電信號運(yùn)行，該輸入電信號是交流電和電壓，隨著輸入交流波形完成一個(gè)周期，其幅度和方向發(fā)生變化。交流電機(jī)可以通過單相電源運(yùn)行，也可以通過具有多個(gè)電壓輸入的多相電源運(yùn)行，這些電壓輸入以彼此不同的相位角運(yùn)行（在三相電源的情況下，通常為 120 °或 2π/3 弧度） 。直流電機(jī)由直流電源提供的單向電流（方向不隨時(shí)間改變的電流）供電。交流電源的普遍重要性意味著在使用直流電機(jī)時(shí)可能需要轉(zhuǎn)換為直流電源，例如使用交流-直流轉(zhuǎn)換器或直流電源。

磁場

在多相交流電機(jī)中，當(dāng)向定子線圈提供交流電時(shí)，會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場或 RMF，該磁場通過法拉第感應(yīng)定律在轉(zhuǎn)子線圈中產(chǎn)生 EMF。該電動勢會在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生電流并施加凈扭矩，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，同時(shí)西安泰富西瑪電機(jī)也會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。感應(yīng)電機(jī)表現(xiàn)出一種稱為滑差的現(xiàn)象，其中轉(zhuǎn)子的速度 (N r ) 小于定子旋轉(zhuǎn)場的同步速度 (N s )。滑差的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

滑移方程

在直流電機(jī)中，永磁體或一組勵磁線圈產(chǎn)生不旋轉(zhuǎn)的磁場。電流供給電樞的線圈，導(dǎo)致電樞旋轉(zhuǎn)。

直接與間接連接設(shè)計(jì)

對于交流電機(jī)，西安泰富西瑪電機(jī)只需通過直接連接到多相交流電源為定子線圈通電即可產(chǎn)生轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。電磁感應(yīng)原理在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生電流，無需直接電氣連接。

對于直流電機(jī)，需要向固定勵磁線圈（除非使用永磁體）和電樞提供電流。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，電刷式直流電機(jī)使用一組彈簧加載的碳刷，這些碳刷壓在換向器環(huán)上，當(dāng)電樞旋轉(zhuǎn)時(shí)，換向器環(huán)將電流傳送到電樞線圈和勵磁線圈。根據(jù)勵磁線圈連接是與電樞線圈并聯(lián)（并聯(lián)電機(jī)）還是與電樞線圈串聯(lián)（串繞電機(jī)）進(jìn)行連接，所得的直流電機(jī)配置將表現(xiàn)出不同的性能特征。

電刷和換向器的使用對直流電機(jī)的運(yùn)行有幾個(gè)影響：

電刷會因機(jī)械摩擦而磨損，這意味著維修和電刷更換是不可避免的，由于可訪問性的要求，這會影響電機(jī)的放置。
電刷與換向器接觸可能會產(chǎn)生火花和電弧，從而導(dǎo)致?lián)Q向器出現(xiàn)點(diǎn)蝕和損壞，也可能成為點(diǎn)火源——在某些存在暴露于易燃蒸氣或氣體風(fēng)險(xiǎn)的環(huán)境中，這是一個(gè)問題。
電刷摩擦是使用電刷的直流電機(jī)效率降低的一個(gè)原因，因?yàn)槲靼蔡└晃鳜旊姍C(jī)一些輸入能量被消耗在摩擦中，而不是用于產(chǎn)生運(yùn)動。
有刷直流電機(jī)會產(chǎn)生更多噪音，并因電刷磨損而產(chǎn)生灰塵，電刷通常是碳或石墨材料。

速度控制

在交流電機(jī)中，電機(jī)的速度由提供給定子線圈的交流電的輸入頻率控制并且成正比。隨著頻率增加，電機(jī)的速度增加。變頻驅(qū)動控制器用于根據(jù)需要調(diào)整輸入頻率，以產(chǎn)生所需的電機(jī)轉(zhuǎn)速。

對于直流電機(jī)，設(shè)備的速度是通過改變施加到電樞線圈或繞組的電壓和電流來控制的，或者通過調(diào)整流向勵磁線圈的電流（從而影響磁場的磁場強(qiáng)度）來控制的。線圈）。速度與電流的關(guān)系又是成比例關(guān)系。

啟動機(jī)制

多相交流電機(jī)被指定為自啟動電機(jī)，除了變頻速度控制之外不需要額外的電子設(shè)備。單相交流電機(jī)以及直流電機(jī)都需要啟動機(jī)構(gòu)來控制啟動條件。例如，在大型直流電機(jī)中，電樞中產(chǎn)生的反電動勢與電樞速度成正比，因此西安泰富西瑪電機(jī)在啟動時(shí)很小。這種情況可能會導(dǎo)致大電流流向電樞，從而可能導(dǎo)致燒毀。因此，這些電機(jī)需要在啟動時(shí)控制輸入電壓斜坡上升。

表現(xiàn)

交流電機(jī)通常因其高速和可變扭矩而被使用，但通常扭矩會隨著電機(jī)速度的增加而下降。直流電機(jī)可以產(chǎn)生高扭矩，在需要速度控制的情況下非常有價(jià)值。直流電機(jī)可以在整個(gè)速度范圍內(nèi)提供更恒定的扭矩，并且通常比交流電機(jī)對負(fù)載變化提供更快的響應(yīng)。根據(jù)線圈連接的配置（串聯(lián)與并聯(lián)），直流電機(jī)在負(fù)載值上可以獲得不同的性能。串聯(lián)電機(jī)具有較高的啟動扭矩，但隨著負(fù)載的增加，速度下降幅度更大。并聯(lián)或并聯(lián)直流電機(jī)提供較低的啟動扭矩，但具有更平坦的速度與負(fù)載關(guān)系，因此可以提供幾乎與所施加的負(fù)載無關(guān)的恒定速度。

由于前面提到的感應(yīng)電流損耗和轉(zhuǎn)差，交流電機(jī)面臨著效率問題。使用永磁體的直流電機(jī)的效率可提高約 30%，因?yàn)樗鼈儾恍枰碾娏懋a(chǎn)生電磁體，但由于西安泰富西瑪電機(jī)的電刷摩擦產(chǎn)生的能量損失，效率會有所損失。無刷直流電機(jī)比有刷電機(jī)效率更高，但效率增益主要出現(xiàn)在電機(jī)性能曲線的低負(fù)載或空載區(qū)域。

其他因素

對于給定量的機(jī)械功輸出，交流電機(jī)通常比直流電機(jī)大，無刷直流設(shè)計(jì)是最小的。交流電機(jī)的使用壽命很長，而直流電機(jī)則需要更多的維護(hù)，因?yàn)檫@些設(shè)計(jì)使用具有機(jī)械磨損的電刷和換向器。電子換向電機(jī) (ECM) 是無刷直流電機(jī)的一種形式，它消除了機(jī)械換向和電刷，有利于電子換向和控制，從而提高使用壽命、降低功耗、運(yùn)行溫度更低并提供更好的性能。

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