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虽然电动机的用途千差万别,但它们的核心功能都是一样的——把电能转化为机械能。许多文章强调市场上每种独特电机的特点,但它们可以简化为两大类:交流(交流)电机和直流(直流电)电机。
每种类型都有自己的利弊,但本文旨在为您提供最佳使用AC或DC电机的清晰照片。让我们探讨它们各自转换电能,施工差异以及每种类型的最佳用例的方式。
力量
这两种马达的明显区别在于它们运行时没有电源。
对于交流电,或者说交流电,电压每半个周期就会改变一次,这反过来又改变了电流的方向。这是通过改变导线两端的极性来实现的。所以,如果你采用美国标准的120V/60Hz电源,大约每秒有120个半周期。
随着直流电或直流电,电流的流量必须保持在单个方向(正为负),因此电压必须保持恒定,以便保持稳定的电流。您可以将DC电力视为带有明显标记的负极和正端子的电池。
交流电机
在使用交流电力的电线内,电子不会以单一方向以一致的速度行进,因为它们将与直流一起移动 - 它们只需来回蠕动并沿着能量传递(想起牛顿的摇篮).
交流电流用于配电系统(电源到您的家庭/办公室),因为在通过长距离传输的电线或需要需要沉重电压的设备时,AC的简单原因是更有效的。为什么这些应用程序更好?因为电子的前后“摇摆”产生电场,所以可以使用变压器来踢出电压并仍然保持电流相对较低。
通过保持低电流,我们减少了导线中的电阻,这等于提高了效率。电流和电压之间的这种关系可以在幂次定律中找到:功率=电流*电压。
那么这些和交流电机有什么关系呢?好吧,基本上,交流电机是伟大的大功率电器/机器,需要很少的精度,如搅拌机或你的洗衣机。它们是您需要启动的对象,它们的速度可能会上升或下降,但400 RPM和420 RPM之间的差异可能并不重要。
直流电机
另一方面,直流电动机,都是关于精度和稳定性,因为直流电源供应这些电机在一个恒定的电压。导线内的电子只能沿单一方向运动,而且它们通常以稳定的速度运动。
再次,这是类似的方式,一个三a电池将不断地给你的电子产品一个1.5V的供应(不包括损耗),直到他们死亡。如果你有精密的电路/电路板或电子设备,需要稳定的能源供应才能正常工作,比如笔记本电脑,那就更好了。
但是等等——如果我的家提供交流电源,而我的产品需要直流电源,我该怎么办?大多数电子产品都有交流到直流的转换器。这就是你笔记本电脑电源线上的那个块。
其实,你可以感谢缝纫机上的转换器AC/DC乐队名字背后的灵感。对于直流电动机,你可以使用速度控制器来调节电压的上升或下降,这将使电机加速或减慢,但也通过监控电机的转速和微调电压来保持速度,以确保电机保持稳定。
建造
虽然外部的交流和直流电机可能没有明显的不同,有一些基本的差异,使他们各自独特的内部。当你阅读下面的信息时,重要的是要记住,差异是由输入/输出驱动的:交流电机采用交流电压以提高效率和功率,而直流电机保持恒定电压以保持稳定。
交流电动机建立
交流电机非常简单,因为交流电做所有的工作。通过让电流通过围绕着轴的固定导线,就会产生一个变化的磁场,磁场反过来会使轴旋转。
记住,交流电从“正电压”到0到“负电压”每秒钟的频率是你的两倍(Hz)。这意味着在美国60Hz的标准下,电流的方向每秒改变120次。
交流电机的简单性使它们持久,显着降低了机械误差的机会。效率和长的保质期之间的混合使它们成为您不想要太多能量损失的应用程序,并且不想不想不断更换电机(思考洗衣机)。虽然我依靠我的洗衣机足够,但如果它崩溃 - 不要告诉LG,我每年可能每年都要支付一个新的机器!
直流电机构建
DC电机的工作是提供稳定和精确的输出,这使其构造更复杂。返回到我们之前使用的电池示例,我们希望电池为我们的电路板提供一致的1.5V,而不是从+1.5到-1.5V的切换的裂缝一秒钟,第二次交流电源给我们。以同样的方式,为了使DC电动机转换为其提供的一致电压,我们需要将该电压精确地转换为机械能的电机结构。
为此,我们需要首先使用一些机械功能来创建移动电机的旋转。同样,这很简单地用交流电机,因为AC电力自然地来回摆动,这改变了磁场。通过DC,磁场将保持不变。
因此,为了对抗,我们在直流电机的中心有几个旋转线圈,它们连接到一个“换向器”。换向器在需要改变电流方向以使轴旋转的时刻,与极性相反的固定“电刷”接触。
这可能是显而易见的,但由于换向器和刷子之间的接触引起的摩擦,这里的主要缺点是效率损失。效率的损失以热量的形式留下,有时会使电机过载。
函数
如果你厌倦了阅读所有的技术细节,只关心什么电机最适合你的需求,长一点的答案是,这真的要取决于你的产品和它的功能。简单的回答是,以下是每种马达的基本功能清单:
交流电机的优点
- 更有效地转移能量
- 寿命更长,失败的机会较少
- 产生较少的热量
- 更适用于高功率应用(洗衣机、冰箱、机械)
- 可以直接绑在家庭或办公大学插座中,没有转换器
直流电机的优点
- 低电磁干扰(适用于敏感电子设备)
- 稳定的电路板和敏感电子产品
- 您可以在电池电量上运行您的产品
- 更好的速度控制
主要收获
实际上,在您的设计中可能有几个因素会驱动您选择的电机类型。如果您正在使用电路板那电池,并且需要微调速度控制,直流电机是去的方式。如果您正在寻求高功率,效率,持久,AC电机将完成诀窍。