劉學(xué)仁

摘 要：近年來(lái)，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(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)在工程施工中的運(yùn)用比較普遍，為了加強(qiáng)對(duì)兩種電動(dòng)機(jī)的了解，文章對(duì)直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)進(jìn)行對(duì)比分析，了解兩者的異同，以便能夠更好的在實(shí)踐運(yùn)用中發(fā)揮使用效果。

關(guān)鍵詞：直流電動(dòng)機(jī)；交流電動(dòng)機(jī)；對(duì)比

1 前言

電動(dòng)機(jī)的使用在我們的日常生活中是非常容易見(jiàn)到的。電動(dòng)機(jī)的工作目的就是實(shí)現(xiàn)了電能向機(jī)械能的轉(zhuǎn)化過(guò)程，在人們的日常生活中發(fā)揮中重要的作用。電動(dòng)機(jī)根據(jù)電能供應(yīng)性質(zhì)的不同，分為直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)，兩者的工作目的雖然一樣，但是使用過(guò)程還是有很大的差別。通過(guò)對(duì)兩種電動(dòng)機(jī)比較，加強(qiáng)電動(dòng)機(jī)使用信息的了解。

2 電動(dòng)機(jī)的定義分析

所謂的電動(dòng)機(jī)主要是指有效的將電能和機(jī)械設(shè)備進(jìn)行轉(zhuǎn)換的電磁裝備，在進(jìn)行自動(dòng)化的控制過(guò)程中，它是作為一種可以將電壓或者是電流信號(hào)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(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)的相同點(diǎn)和異同點(diǎn)之后，才能更好的選擇適合工程施工的電機(jī)，提高整個(gè)的工作效率。

3 相同點(diǎn)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(gè)部分都是屬于交流發(fā)電機(jī)、直流發(fā)電機(jī)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(dòng)機(jī)，一般是需要原動(dòng)機(jī)類似柴油機(jī)的推動(dòng)，確保轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速要比旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速要高，確保轉(zhuǎn)差率處于負(fù)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(jī)；而滯留的發(fā)電機(jī)，是將其一部分的動(dòng)力轉(zhuǎn)變成外來(lái)的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)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(dòng)機(jī)也可以同時(shí)當(dāng)做直流的發(fā)電機(jī)來(lái)使用；運(yùn)行和維護(hù)的方式方法基本保持一致，在電動(dòng)機(jī)正常隱性過(guò)程中，要隨時(shí)注意它的轉(zhuǎn)速、聲音和振動(dòng)等是否正常，有沒(méi)有保持良好的通風(fēng)效果，軸承潤(rùn)滑油的儲(chǔ)備是否從租，定子繞組和其他部分的溫度有沒(méi)有相對(duì)正常，轉(zhuǎn)子的電刷上有沒(méi)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(dòng)，機(jī)殼接地和接零的狀態(tài)是夠良好。

4 直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)差異分析

直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)雖然有很多的相同之處，但還是存在著非常大的差異的。對(duì)兩者差異的了解才能夠?qū)崿F(xiàn)電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)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(chǎng)感應(yīng)的原理。正常情況下，我國(guó)生活中的交流電頻率在五十赫茲。交流電可以通過(guò)整流的作用形成直流電。對(duì)于直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)，在選擇電源的類型上需要區(qū)分開(kāi)來(lái)，不能夠發(fā)生混淆。電動(dòng)機(jī)的作用目的都是需要將電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，用于工程的施工，從而減少勞動(dòng)力的投入，解放勞動(dòng)了，提供工作的效率。錯(cuò)誤電流的使用會(huì)使得電動(dòng)機(jī)沒(méi)有辦法正常工作。

4.2 原理上的差異

交流電動(dòng)機(jī)發(fā)生的電能到機(jī)械能的轉(zhuǎn)化過(guò)程，是利用了電磁鐵繞組組成，通過(guò)導(dǎo)體和磁場(chǎng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)作用，使得導(dǎo)體中產(chǎn)生電流，在交流電電流的作用下實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)由電能向機(jī)械能的轉(zhuǎn)變。而直接電動(dòng)機(jī)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(dāng)導(dǎo)體有電流通過(guò)的時(shí)候，為了磁場(chǎng)的作用而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)電能到機(jī)械能的轉(zhuǎn)化。

4.3 靜態(tài)特征的差異

交流電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)再除以靜止?fàn)顟B(tài)的過(guò)程中也具有一定的差異，主要表現(xiàn)在機(jī)械的特性和調(diào)節(jié)方面的特性。為了實(shí)行直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)的對(duì)比方便，需要將電刷位于幾何的中心線位置，這樣氣隙磁場(chǎng)才是恒定的狀態(tài)。直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械性特征是呈現(xiàn)了一個(gè)線性的狀態(tài)，機(jī)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(dòng)機(jī)的負(fù)載能夠滿足所需要的要求，可以利用降低電壓的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。而交流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械性質(zhì)不是呈現(xiàn)線性的狀態(tài)，僅僅是在一個(gè)很小的范圍值內(nèi)接近于線性的狀態(tài)。

直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)節(jié)性能是呈現(xiàn)了一個(gè)直線的狀態(tài)，這是直流電動(dòng)機(jī)的一個(gè)最大優(yōu)點(diǎn)，是交流電動(dòng)機(jī)所不及的范圍。

4.4 動(dòng)態(tài)特征的差異

電動(dòng)機(jī)在工作的狀態(tài)中，從一個(gè)工作點(diǎn)到另一個(gè)工作點(diǎn)的轉(zhuǎn)變，但為了保持電動(dòng)機(jī)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(gè)特點(diǎn)的不變是存在一定技術(shù)要求的。為了使得兩類電動(dòng)機(jī)都能夠按照特點(diǎn)進(jìn)行工作，需要進(jìn)行討論。

交流電動(dòng)機(jī)的機(jī)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(shí)間函數(shù)是非常復(fù)雜的。但是直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性呈現(xiàn)的就是線性狀態(tài)，這樣在動(dòng)態(tài)的情況，和時(shí)間的函數(shù)就相對(duì)比較容易表達(dá)。

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(chǎng)要進(jìn)行相對(duì)的運(yùn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)的電機(jī)需要具備有轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子和靜止的定子這兩個(gè)部分。直流電動(dòng)機(jī)的定子主要是包括主磁極、機(jī)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(jìn)行沖制疊壓獲得，尤其是永久性的直流是在電機(jī)的定子上面安裝永久性較強(qiáng)的磁鋼形成的磁極，經(jīng)過(guò)有效充磁之后就形成了氣隙的磁場(chǎng)，直流的電機(jī)的轉(zhuǎn)子主要是有電樞鐵芯、繞組和換向器。

交流電機(jī)的定子則是由機(jī)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(lì)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?yàn)檗D(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(huì)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(lì)磁磁通發(fā)生變化的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速都會(huì)發(fā)生改變。借助電樞電壓的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)電機(jī)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(lái)有效控制轉(zhuǎn)速則被稱為磁極的控制。交流的電動(dòng)機(jī)較為復(fù)雜，控制包括啟動(dòng)、制動(dòng)和調(diào)速這個(gè)方面。按照電機(jī)學(xué)的公式我們知道，異步的電動(dòng)機(jī)主要是借助一下幾個(gè)方面實(shí)現(xiàn)調(diào)速的：其一，定子的極對(duì)數(shù)發(fā)生改變實(shí)現(xiàn)調(diào)速；其二，電源頻率的變化實(shí)現(xiàn)調(diào)速；其三，轉(zhuǎn)差率的變化實(shí)現(xiàn)調(diào)速，尤其是對(duì)于那些單相異步的電動(dòng)機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)勵(lì)磁繞組和控制繞組之間的電壓幅值的轉(zhuǎn)變以及勵(lì)磁繞組和控制繞組之間的相位的變化來(lái)轉(zhuǎn)變電動(dòng)機(jī)在磁場(chǎng)的大小和方向以及形狀，最后實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的有效控制的最佳效果。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)電動(dòng)機(jī)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(yùn)用過(guò)程中的安全穩(wěn)定，減少危險(xiǎn)的發(fā)生。通過(guò)上述分析，我們了解到，電動(dòng)機(jī)的電源性質(zhì)，需要了解清楚之后，才能夠在運(yùn)用中使用，不能夠盲目的使用，否則，會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)。加強(qiáng)直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)異同的了解，為安全使用電動(dòng)機(jī)提供保障。

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[4]許曉峰.電機(jī)及拖動(dòng)[M].高等教育出版社，2013.

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