從手機的震動馬達，到電腦中的散熱風扇，電機的應用隨處可見。本文將帶大家了解電機的基本工作原理，并介紹三種常見的電機種類，幫助大家選擇適合自己需求的電機類型。

電機（“Motor”，也叫馬達）是指依據電磁感應實現電能轉換或傳遞的一種電磁裝置，主要作用是產生驅動轉矩，作為各種機械的動力源，為設備提供的是一種和環境互動的方式，所以根據應用環境的不同，它的設計和操作也會有所不同，下面就讓我們從工作原理開始，了解三種常見電機種類的優缺點。

電機的工作原理

電機的工作原理是磁場對電流受力的作用，使電機轉動。一根通電導線在磁場中會受到力的作用，這種力在宏觀上表現為安培力，在微觀上表現為運動電荷所受到的洛倫茲力。

電機的種類

經典的直流有刷電機

直流有刷電機的主要結構包括：定子，轉子，電刷三個部分，通過旋轉磁場獲得轉動力矩，從而將電能轉化為動能，在這過程中電刷與換向器不斷摩擦接觸，起到導電和換相的作用。

直流有刷電機是當今使用的最簡單的電機之一。它出現在各種家用電器、玩具和汽車當中。這種電機的構造和控制非常簡單，是適用于專業人士和業余愛好者的解決方案。

優點

易于控制。

在低轉速下有很好的扭矩。

價格低廉，適合大規模生產。

缺點

電刷會隨著時間的推移而磨損。

電刷會產生電磁噪音。

由于電刷會發熱，因此轉速有限制。

動力充足的無刷電機

無刷電機與有刷電機的區別在于：不使用機械的電刷裝置，采取電子換向，線圈不動，磁極旋轉。通過霍爾元件感應永磁體磁極的位置，適時切換線圈電流的方向來驅動電機。這種方法的好處在于避免了有刷電機電刷的消耗。

無刷電機已經開始在飛機和車輛的市場上占據主導地位。原本如何控制無刷電機一直是個難題，但隨著微控制器的研發和普及，這個問題正在得到解決。由于沒有電刷的阻礙，電機可以提供更加安靜且強大的動力。

優點

可靠。

效率高。

易于大量生產。

缺點

需要專門的控制器。

在驅動應用中通常需要專門的齒輪箱。

精確的步進電機

步進電機是將電脈沖信號轉變為角位移或線位移的開環控制元步進電機件。當電流流過定子繞組時，定子繞組產生一矢量磁場。該磁場會帶動轉子旋轉一角度，轉子也隨著該磁場轉一個角度。每輸入一個電脈沖，電動機轉動一個角度前進一步。

步進電機輸出的角位移與輸入的脈沖數成正比、轉速與脈沖頻率成正比，可以通過控制脈沖個數來控制角位移量，從而達到準確定位的目的。因此步進電機多被應用在打印機、繪圖儀、3D打印機、數控銑床等需要精確控制位置的電器中。

優點

優異的定位精度。

高保持力矩。

高可靠性。

缺點

步距過小，限制了最高速度。

持續耗電高。

高負載下容易出錯。

以上，我們了解了電機的基本工作原理，并介紹了一些不同類型的電機以及它們可能的使用方式。在選擇使用的電機時，需先考好自己的需求，然后比較每種類型電機的優點和缺點，選擇適合需求的解決方案。

原文標題：歐時課堂丨電機（馬達）是如何工作的？

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責任編輯：haq