交流电机与直流电机有什么区别？

交流电机与直流电机有什么区别？

西安泰富西玛电机生产的电机种类有很多，当然了，主要的两类就是交流电机与直流电机。今天，我们和大家简单分享一下关于交流电机与直流电机之间的区别。

除了与每个组件的供电方式相关的明显差异之外，交流电机和直流电机之间还存在几个关键差异。下面西玛电机技术人员简要介绍了每种类型的电机，然后总结了它们之间的差异。

什么是交流电机？

交流电机是将交流电压和电流形式的电能转换为机械能的机电设备。西安泰富西玛电机生产的交流电机有不同的种类，可以分为感应电机（异步）或同步电机，并且包含定子和转子。感应电机可以是单相或多相，而同步电机包括磁阻电机和磁滞电机。请参阅我们的相关指南“交流电机类型”，以了解有关每种电机的更多信息。

什么是直流电机？

直流电机可以将以直流电形式提供的电能转换成机械旋转能。相同的装置可以反向使用，通过电机轴的旋转产生直流电。当以这种方式使用时，该设备充当发电机。有几种主要类型的直流电机可供选择。其中包括永磁直流电机、串激直流电机、并联直流电机、复合直流电机和无刷直流电机。我们的相关指南直流电机类型包含有关每种类型的更多信息。

交流电机和直流电机有何不同？

虽然交流电机和直流电机都以旋转电机轴的形式产生机械能，但存在一些关键区别：

输入功率

交流电机通过输入电信号运行，该输入电信号是交流电和电压，随着输入交流波形完成一个周期，其幅度和方向发生变化。交流电机可以通过单相电源运行，也可以通过具有多个电压输入的多相电源运行，这些电压输入以彼此不同的相位角运行（在三相电源的情况下，通常为 120 °或 2π/3 弧度） 。直流电机由直流电源提供的单向电流（方向不随时间改变的电流）供电。交流电源的普遍重要性意味着在使用直流电机时可能需要转换为直流电源，例如使用交流-直流转换器或直流电源。

磁场

在多相交流电机中，当向定子线圈提供交流电时，会产生旋转磁场或 RMF，该磁场通过法拉第感应定律在转子线圈中产生 EMF。该电动势会在转子中产生电流并施加净扭矩，导致转子旋转，同时西安泰富西玛电机也会产生旋转磁场。感应电机表现出一种称为滑差的现象，其中转子的速度 (N r ) 小于定子旋转场的同步速度 (N s )。滑差的数学表达式为：

滑移方程

在直流电机中，永磁体或一组励磁线圈产生不旋转的磁场。电流供给电枢的线圈，导致电枢旋转。

直接与间接连接设计

对于交流电机，西安泰富西玛电机只需通过直接连接到多相交流电源为定子线圈通电即可产生转子旋转。电磁感应原理在转子中产生电流，无需直接电气连接。

对于直流电机，需要向固定励磁线圈（除非使用永磁体）和电枢提供电流。为了实现这一点，电刷式直流电机使用一组弹簧加载的碳刷，这些碳刷压在换向器环上，当电枢旋转时，换向器环将电流传送到电枢线圈和励磁线圈。根据励磁线圈连接是与电枢线圈并联（并联电机）还是与电枢线圈串联（串绕电机）进行连接，所得的直流电机配置将表现出不同的性能特征。

电刷和换向器的使用对直流电机的运行有几个影响：

电刷会因机械摩擦而磨损，这意味着维修和电刷更换是不可避免的，由于可访问性的要求，这会影响电机的放置。
电刷与换向器接触可能会产生火花和电弧，从而导致换向器出现点蚀和损坏，也可能成为点火源——在某些存在暴露于易燃蒸气或气体风险的环境中，这是一个问题。
电刷摩擦是使用电刷的直流电机效率降低的一个原因，因为西安泰富西玛电机一些输入能量被消耗在摩擦中，而不是用于产生运动。
有刷直流电机会产生更多噪音，并因电刷磨损而产生灰尘，电刷通常是碳或石墨材料。

速度控制

在交流电机中，电机的速度由提供给定子线圈的交流电的输入频率控制并且成正比。随着频率增加，电机的速度增加。变频驱动控制器用于根据需要调整输入频率，以产生所需的电机转速。

对于直流电机，设备的速度是通过改变施加到电枢线圈或绕组的电压和电流来控制的，或者通过调整流向励磁线圈的电流（从而影响磁场的磁场强度）来控制的。线圈）。速度与电流的关系又是成比例关系。

启动机制

多相交流电机被指定为自启动电机，除了变频速度控制之外不需要额外的电子设备。单相交流电机以及直流电机都需要启动机构来控制启动条件。例如，在大型直流电机中，电枢中产生的反电动势与电枢速度成正比，因此西安泰富西玛电机在启动时很小。这种情况可能会导致大电流流向电枢，从而可能导致烧毁。因此，这些电机需要在启动时控制输入电压斜坡上升。

表现

交流电机通常因其高速和可变扭矩而被使用，但通常扭矩会随着电机速度的增加而下降。直流电机可以产生高扭矩，在需要速度控制的情况下非常有价值。直流电机可以在整个速度范围内提供更恒定的扭矩，并且通常比交流电机对负载变化提供更快的响应。根据线圈连接的配置（串联与并联），直流电机在负载值上可以获得不同的性能。串联电机具有较高的启动扭矩，但随着负载的增加，速度下降幅度更大。并联或并联直流电机提供较低的启动扭矩，但具有更平坦的速度与负载关系，因此可以提供几乎与所施加的负载无关的恒定速度。

由于前面提到的感应电流损耗和转差，交流电机面临着效率问题。使用永磁体的直流电机的效率可提高约 30%，因为它们不需要消耗电力来产生电磁体，但由于西安泰富西玛电机的电刷摩擦产生的能量损失，效率会有所损失。无刷直流电机比有刷电机效率更高，但效率增益主要出现在电机性能曲线的低负载或空载区域。

其他因素

对于给定量的机械功输出，交流电机通常比直流电机大，无刷直流设计是最小的。交流电机的使用寿命很长，而直流电机则需要更多的维护，因为这些设计使用具有机械磨损的电刷和换向器。电子换向电机 (ECM) 是无刷直流电机的一种形式，它消除了机械换向和电刷，有利于电子换向和控制，从而提高使用寿命、降低功耗、运行温度更低并提供更好的性能。

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