直流電動機與交流電動機的比較

劉學(xué)仁

摘 要：近年來，隨著科技的發(fā)展，電能的使用，使得人們生活質(zhì)量得到了提高。電能在用電設(shè)備的使用中存在兩種方式，分別是交流電和直流電。直流電動機和交流電動機在工程施工中的運用比較普遍，為了加強對兩種電動機的了解，文章對直流電動機和交流電動機進行對比分析，了解兩者的異同，以便能夠更好的在實踐運用中發(fā)揮使用效果。

關(guān)鍵詞：直流電動機；交流電動機；對比

1 前言

電動機的使用在我們的日常生活中是非常容易見到的。電動機的工作目的就是實現(xiàn)了電能向機械能的轉(zhuǎn)化過程，在人們的日常生活中發(fā)揮中重要的作用。電動機根據(jù)電能供應(yīng)性質(zhì)的不同，分為直流電動機和交流電動機，兩者的工作目的雖然一樣，但是使用過程還是有很大的差別。通過對兩種電動機比較，加強電動機使用信息的了解。

2 電動機的定義分析

所謂的電動機主要是指有效的將電能和機械設(shè)備進行轉(zhuǎn)換的電磁裝備，在進行自動化的控制過程中，它是作為一種可以將電壓或者是電流信號有效轉(zhuǎn)化成轉(zhuǎn)軸的角速度或是角位移的輸出的執(zhí)行元件，并且其在生活中的應(yīng)用較為廣泛。

按照電源性質(zhì)的差異，電動機主要分為直流和交流兩種形式。兩種的工作原理基本是一致的，而且在各種性能上也是基本保持一致，但是在某些具體的方面還是存在著一定的差異。能夠找到直流電動機和交流電動機的相同點和異同點之后，才能更好的選擇適合工程施工的電機，提高整個的工作效率。

3 相同點分析

結(jié)構(gòu)組成上兩者基本保持一致，定子、轉(zhuǎn)子、電刷和線圈等這幾個部分都是屬于交流發(fā)電機、直流發(fā)電機中的重要組成部分；電磁的應(yīng)用基本一致，都是電生磁和磁生電現(xiàn)象的重要應(yīng)用；轉(zhuǎn)換使用的方法基本相同，異步的電動機，一般是需要原動機類似柴油機的推動，確保轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速要比旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速要高，確保轉(zhuǎn)差率處于負值的狀態(tài)，加上激磁電流的有效應(yīng)用之后，就形成了交流的異步發(fā)電機；而滯留的發(fā)電機，是將其一部分的動力轉(zhuǎn)變成外來的轉(zhuǎn)動動力，在激磁繞組端頭和電樞繞組的位置直接就有直流交流，這種也表明直流電動機也可以同時當做直流的發(fā)電機來使用；運行和維護的方式方法基本保持一致，在電動機正常隱性過程中，要隨時注意它的轉(zhuǎn)速、聲音和振動等是否正常，有沒有保持良好的通風(fēng)效果，軸承潤滑油的儲備是否從租，定子繞組和其他部分的溫度有沒有相對正常，轉(zhuǎn)子的電刷上有沒有出現(xiàn)火花，電流和電壓在工作中是否還是在額定的范圍內(nèi)波動，機殼接地和接零的狀態(tài)是夠良好。

4 直流電動機和交流電動機差異分析

直流電動機和交流電動機雖然有很多的相同之處，但還是存在著非常大的差異的。對兩者差異的了解才能夠?qū)崿F(xiàn)電動機的正確使用，才能夠發(fā)揮最佳的使用效果。

4.1 供給電源的差異

直流電動機的供給電源是由直流電源供給，像生活中的千電池和蓄電池都屬于直流電。交流電的產(chǎn)生利用的是電磁場感應(yīng)的原理。正常情況下，我國生活中的交流電頻率在五十赫茲。交流電可以通過整流的作用形成直流電。對于直流電動機和交流電動機，在選擇電源的類型上需要區(qū)分開來，不能夠發(fā)生混淆。電動機的作用目的都是需要將電能轉(zhuǎn)化成機械能，用于工程的施工，從而減少勞動力的投入，解放勞動了，提供工作的效率。錯誤電流的使用會使得電動機沒有辦法正常工作。

4.2 原理上的差異

交流電動機發(fā)生的電能到機械能的轉(zhuǎn)化過程，是利用了電磁鐵繞組組成，通過導(dǎo)體和磁場的相對運動作用，使得導(dǎo)體中產(chǎn)生電流，在交流電電流的作用下實現(xiàn)電動機由電能向機械能的轉(zhuǎn)變。而直接電動機的基本工作原理是將很多的線圈固定在轉(zhuǎn)子鐵芯槽中，當導(dǎo)體有電流通過的時候，為了磁場的作用而實現(xiàn)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)電能到機械能的轉(zhuǎn)化。

4.3 靜態(tài)特征的差異

交流電動機和直流電動機再除以靜止狀態(tài)的過程中也具有一定的差異，主要表現(xiàn)在機械的特性和調(diào)節(jié)方面的特性。為了實行直流電動機和交流電動機的對比方便，需要將電刷位于幾何的中心線位置，這樣氣隙磁場才是恒定的狀態(tài)。直流電動機的機械性特征是呈現(xiàn)了一個線性的狀態(tài)，機械性質(zhì)的硬度是隨著線圈匝數(shù)的增多而增大的。為了使得直流電動機的負載能夠滿足所需要的要求，可以利用降低電壓的方法來實現(xiàn)。而交流電動機的機械性質(zhì)不是呈現(xiàn)線性的狀態(tài)，僅僅是在一個很小的范圍值內(nèi)接近于線性的狀態(tài)。

直流電動機的調(diào)節(jié)性能是呈現(xiàn)了一個直線的狀態(tài)，這是直流電動機的一個最大優(yōu)點，是交流電動機所不及的范圍。

4.4 動態(tài)特征的差異

電動機在工作的狀態(tài)中，從一個工作點到另一個工作點的轉(zhuǎn)變，但為了保持電動機能夠持續(xù)順利的工作，需要維持電磁轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的不變。這兩個特點的不變是存在一定技術(shù)要求的。為了使得兩類電動機都能夠按照特點進行工作，需要進行討論。

交流電動機的機械特性之一非線性的狀態(tài)呈現(xiàn)的，這也就預(yù)示著其時間函數(shù)是非常復(fù)雜的。但是直流電動機的機械特性呈現(xiàn)的就是線性狀態(tài)，這樣在動態(tài)的情況，和時間的函數(shù)就相對比較容易表達。

4.5 結(jié)構(gòu)的差異性

為了能夠?qū)崿F(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換，電路和磁場要進行相對的運動，旋轉(zhuǎn)的電機需要具備有轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子和靜止的定子這兩個部分。直流電動機的定子主要是包括主磁極、機座和電刷等主要部分，這其中主磁極的鐵心的材質(zhì)主要是硅鋼片進行沖制疊壓獲得，尤其是永久性的直流是在電機的定子上面安裝永久性較強的磁鋼形成的磁極，經(jīng)過有效充磁之后就形成了氣隙的磁場，直流的電機的轉(zhuǎn)子主要是有電樞鐵芯、繞組和換向器。

交流電機的定子則是由機座和定子鐵芯、繞組組成。定子的鐵芯中安置著兩種類型的繞組：控制繞組和勵磁繞組。轉(zhuǎn)子則是由轉(zhuǎn)軸和轉(zhuǎn)子鐵芯、繞組組成。這其中籠形的轉(zhuǎn)子使用的材料是高電阻率的導(dǎo)電材料，這主要是因為轉(zhuǎn)子的電阻越大，速度越慢，轉(zhuǎn)速可以調(diào)節(jié)的范圍就會大大增加。

4.6 控制方法的不同

調(diào)查研究顯示，在電磁的轉(zhuǎn)矩保持不變的情況下，如果電樞電壓和勵磁磁通發(fā)生變化的情況下，電機的轉(zhuǎn)速都會發(fā)生改變。借助電樞電壓的變化來實現(xiàn)電機轉(zhuǎn)速的有效控制的方法被稱為電樞控制，而借助磁通的調(diào)節(jié)來有效控制轉(zhuǎn)速則被稱為磁極的控制。交流的電動機較為復(fù)雜，控制包括啟動、制動和調(diào)速這個方面。按照電機學(xué)的公式我們知道，異步的電動機主要是借助一下幾個方面實現(xiàn)調(diào)速的：其一，定子的極對數(shù)發(fā)生改變實現(xiàn)調(diào)速；其二，電源頻率的變化實現(xiàn)調(diào)速；其三，轉(zhuǎn)差率的變化實現(xiàn)調(diào)速，尤其是對于那些單相異步的電動機，可以實現(xiàn)勵磁繞組和控制繞組之間的電壓幅值的轉(zhuǎn)變以及勵磁繞組和控制繞組之間的相位的變化來轉(zhuǎn)變電動機在磁場的大小和方向以及形狀，最后實現(xiàn)電動機的有效控制的最佳效果。

5 結(jié)語

通過對電動機電流性質(zhì)的不同而形成的使用效果差異的了解，有助于今后運用過程中的安全穩(wěn)定，減少危險的發(fā)生。通過上述分析，我們了解到，電動機的電源性質(zhì)，需要了解清楚之后，才能夠在運用中使用，不能夠盲目的使用，否則，會發(fā)生危險。加強直流電動機和交流電動機異同的了解，為安全使用電動機提供保障。

參考文獻

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（作者單位：鄭州鐵路安全監(jiān)督管理辦公室駐鄭州機務(wù)段驗收室）