交流電機與直流電機有什么區別？

西安泰富西瑪電機生產的電機種類有很多，當然了，主要的兩類就是交流電機與直流電機。今天，我們和大家簡單分享一下關于交流電機與直流電機之間的區別。

除了與每個組件的供電方式相關的明顯差異之外，交流電機和直流電機之間還存在幾個關鍵差異。下面西瑪電機技術人員簡要介紹了每種類型的電機，然后總結了它們之間的差異。

什么是交流電機？

交流電機是將交流電壓和電流形式的電能轉換為機械能的機電設備。西安泰富西瑪電機生產的交流電機有不同的種類，可以分為感應電機（異步）或同步電機，并且包含定子和轉子。感應電機可以是單相或多相，而同步電機包括磁阻電機和磁滯電機。請參閱我們的相關指南“交流電機類型”，以了解有關每種電機的更多信息。

什么是直流電機？

直流電機可以將以直流電形式提供的電能轉換成機械旋轉能。相同的裝置可以反向使用，通過電機軸的旋轉產生直流電。當以這種方式使用時，該設備充當發電機。有幾種主要類型的直流電機可供選擇。其中包括永磁直流電機、串激直流電機、并聯直流電機、復合直流電機和無刷直流電機。我們的相關指南直流電機類型包含有關每種類型的更多信息。

交流電機和直流電機有何不同？

雖然交流電機和直流電機都以旋轉電機軸的形式產生機械能，但存在一些關鍵區別：

輸入功率

交流電機通過輸入電信號運行，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周期，其幅度和方向發生變化。交流電機可以通過單相電源運行，也可以通過具有多個電壓輸入的多相電源運行，這些電壓輸入以彼此不同的相位角運行（在三相電源的情況下，通常為 120 °或 2π/3 弧度） 。直流電機由直流電源提供的單向電流（方向不隨時間改變的電流）供電。交流電源的普遍重要性意味著在使用直流電機時可能需要轉換為直流電源，例如使用交流-直流轉換器或直流電源。

磁場

在多相交流電機中，當向定子線圈提供交流電時，會產生旋轉磁場或 RMF，該磁場通過法拉第感應定律在轉子線圈中產生 EMF。該電動勢會在轉子中產生電流并施加凈扭矩，導致轉子旋轉，同時西安泰富西瑪電機也會產生旋轉磁場。感應電機表現出一種稱為滑差的現象，其中轉子的速度 (N r ) 小于定子旋轉場的同步速度 (N s )。滑差的數學表達式為：

滑移方程

在直流電機中，永磁體或一組勵磁線圈產生不旋轉的磁場。電流供給電樞的線圈，導致電樞旋轉。

直接與間接連接設計

對于交流電機，西安泰富西瑪電機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生轉子旋轉。電磁感應原理在轉子中產生電流，無需直接電氣連接。

對于直流電機，需要向固定勵磁線圈（除非使用永磁體）和電樞提供電流。為了實現這一點，電刷式直流電機使用一組彈簧加載的碳刷，這些碳刷壓在換向器環上，當電樞旋轉時，換向器環將電流傳送到電樞線圈和勵磁線圈。根據勵磁線圈連接是與電樞線圈并聯（并聯電機）還是與電樞線圈串聯（串繞電機）進行連接，所得的直流電機配置將表現出不同的性能特征。

電刷和換向器的使用對直流電機的運行有幾個影響：

電刷會因機械摩擦而磨損，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，這會影響電機的放置。
電刷與換向器接觸可能會產生火花和電弧，從而導致換向器出現點蝕和損壞，也可能成為點火源——在某些存在暴露于易燃蒸氣或氣體風險的環境中，這是一個問題。
電刷摩擦是使用電刷的直流電機效率降低的一個原因，因為西安泰富西瑪電機一些輸入能量被消耗在摩擦中，而不是用于產生運動。
有刷直流電機會產生更多噪音，并因電刷磨損而產生灰塵，電刷通常是碳或石墨材料。

速度控制

在交流電機中，電機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，電機的速度增加。變頻驅動控制器用于根據需要調整輸入頻率，以產生所需的電機轉速。

對于直流電機，設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，或者通過調整流向勵磁線圈的電流（從而影響磁場的磁場強度）來控制的。線圈）。速度與電流的關系又是成比例關系。

啟動機制

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

表現

交流電機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速度的增加而下降。直流電機可以產生高扭矩，在需要速度控制的情況下非常有價值。直流電機可以在整個速度范圍內提供更恒定的扭矩，并且通常比交流電機對負載變化提供更快的響應。根據線圈連接的配置（串聯與并聯），直流電機在負載值上可以獲得不同的性能。串聯電機具有較高的啟動扭矩，但隨著負載的增加，速度下降幅度更大。并聯或并聯直流電機提供較低的啟動扭矩，但具有更平坦的速度與負載關系，因此可以提供幾乎與所施加的負載無關的恒定速度。

由于前面提到的感應電流損耗和轉差，交流電機面臨著效率問題。使用永磁體的直流電機的效率可提高約 30%，因為它們不需要消耗電力來產生電磁體，但由于西安泰富西瑪電機的電刷摩擦產生的能量損失，效率會有所損失。無刷直流電機比有刷電機效率更高，但效率增益主要出現在電機性能曲線的低負載或空載區域。

其他因素

對于給定量的機械功輸出，交流電機通常比直流電機大，無刷直流設計是最小的。交流電機的使用壽命很長，而直流電機則需要更多的維護，因為這些設計使用具有機械磨損的電刷和換向器。電子換向電機 (ECM) 是無刷直流電機的一種形式，它消除了機械換向和電刷，有利于電子換向和控制，從而提高使用壽命、降低功耗、運行溫度更低并提供更好的性能。

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