小電動機有大作用

薛海鳳

生活中但凡有轉動的東西，大多有電動機的身影。像電風扇、抽油煙機、洗衣機、冰箱、空調、微波爐、吸塵器、錄音機等。電動機，俗稱馬達，是實現電能轉換為機械能的一種裝置，主要作用是產生驅動轉矩，作為用電器或各種機械的動力源。

1870年，比利時的工程師格拉姆發明了直流電動機，它的問世讓電動機實用機械被廣泛用作推動力進入人們生活，同一時段，德國西門子推出了不燒油的電機車，在柏林工業展覽會上獲得一片喝彩聲，此后電動機的效率不斷提高。

隨后美國發明家特斯拉發明了交流電動機，結構比直流電動機更簡單，用途更廣泛，它的發明讓電動機真正進入到家用電器領域。電動機的發明及應用對人類意義非凡，為人類生活帶來翻天覆地的變化。

電動機分類方法很多。按使用電源不同分為直流電動機和交流電動機，電力系統中的電動機大部分是交流電動機。其中交流電動機分為單相電動機和三相電動機。電動機按結構及工作原理分為直流電動機、異步電動機和同步電動機。若按用途可分為驅動用電動機和控制用電動機。

現在的電動機種類繁多，對應不同特點及用途，滿足人們生活方方面面的需求。高級汽車中，為確保乘車舒適感及顯示裝置狀態需求，要使用40～50臺電動機。特殊領域中各種飛行器、探測器、自動化裝備等使用的電機多為特種電機或新型電機，有諧波電動機、微波電動機等。潛水式電動機在額定水壓下能長期在水中運行。對大功率、低轉速的壓縮機等機械設備，常采用同步電機。對要求較寬廣和平滑調速范圍的運輸機械、軋機、大型機床、造紙機械等，采用直流電機較經濟、方便。

減速電機廣泛應用于冶金、礦山、建筑、紡織、印染、制藥等通用機械設備的減速傳動機構，具有能耗低、性能優越等優點。直流變頻空調的壓縮機和風機采用無刷直流電動機，與交流變頻空調相比，噪聲更低，電機效率高，節能更顯著，制冷或制熱更快。自動化霜電冰箱用帶有減速器的永磁同步電動機來控制壓縮機運行達到自動化霜的效果。全自動波輪洗衣機的洗滌桶與脫水桶套在一起，分為內外桶，采用單向電容運轉異步電動機，實現洗滌與脫水兩個功能。全自動滾筒式洗衣機采用變極雙速單向異步電動機實現衣服洗滌和脫水。

變頻洗衣機采用無刷直流電動機直接驅動方式，有效降低噪聲，運行穩定，轉速可調，實現對不同材質衣服不同轉速的洗滌和脫水，降低衣服磨損，效率高，啟動電流小，節約能源。電動工具及汽車用電器中使用的電動機多采用永磁式直流電動機。家用電風扇按結構可分為臺扇、吊扇、換氣扇、轉葉扇、空調扇、冷風扇等。利用電子技術和微電腦技術，電風扇朝著多功能、舒適化、高檔化方向發展。

直流電動機是根據通電線圈在磁場中受到安培力作用發生轉動的原理制成的，工作時將電能轉化為機械能。主要由定子與轉子兩部分組成，能夠轉動的部分叫轉子，固定不動的部分叫定子，比如能夠轉動的線圈和固定不動的磁體。直流電動機具有構造簡單、控制方便、體積小、效率高、功率可大可小、價格便宜、無污染等優點，廣泛用于電動剃須刀、電動自行車、影碟機、電子表、玩具賽車等。

交流同步電動機是種恒速驅動電動機，其轉子轉速與電源頻率保持恒定的比例關系，被廣泛應用于電子儀器、辦公設備、紡織機械等。交流異步電動機其電機的轉速（轉子轉速）小于旋轉磁場的轉速，稱為異步電機，廣泛用于電風扇、電冰箱、洗衣機、空調器、吸塵器、油煙機、洗碗機等家用電器及各種電動工具、小型機電設備中。

未來，手機、玩具電動機等不斷向小型化、薄型化方向發展。辦公自動化設備用電動機的發展方向是高速化、高可靠性、低噪聲、低振動、長壽命。家電領域電器用電動機正朝著節能性、低噪聲、智能化、高性能、輕薄短小化、永磁化、無刷化、一體化、組合化的方向發展。高性能和輕薄短小化主要指提高產品性能，縮小產品尺寸。比如采用高性能稀土永磁材料，可提高電動機效率，縮小電機體積。無刷化指發展無刷直流電機，提高產品可靠性，延長使用壽命，降低機械噪聲。組合化是將角度傳感器、速度傳感器、減速器等，組合成不同用途的一體單元，作為整機的一個獨立功能組成產品或部件。其他電動機生產技術朝著集約化、柔性化、自動化、專業化、生產協作配套網絡化方向發展。

下面讓我們來做小實驗吧

[器材]

釹鐵硼磁鐵、5號干電池、銅導線、小扇葉、開關、電池盒、直流電動機、廢舊壁扇及廢舊排氣扇拆卸下來的交流電動機、螺絲刀

1[直流電動機工作原理]

銅導線繞制成螺旋形、方框形或心形，上面尖端下面彎成圓形。釹鐵硼磁鐵與干電池負極相連放在桌面上，線圈尖端放至干電池凸起的正極上，下端與釹鐵硼磁鐵相接觸，觀察到線圈快速轉動起來。

2[直流電動機與交流電動機內部構造對比]

用螺絲刀把迷你小風扇實驗中小直流電動機拆開，觀察內部結構，并對比從廢舊壁扇及廢舊排氣扇拆卸下來的交流電動機內部構造。

3[迷你小風扇]

用導線將開關、電池盒、直流電動機串聯起來，給電動機裝上小扇葉，往電池盒放入2節5號干電池，閉合開關，小風扇快速轉動送來徐徐涼風。