电机的基本工作原理是什么样的？

从手机的震动马达，到电脑中的散热风扇，电机的应用随处可见。本文将带大家了解电机的基本工作原理，并介绍三种常见的电机种类，帮助大家选择适合自己需求的电机类型。

电机（“Motor”，也叫马达）是指依据电磁感应实现电能转换或传递的一种电磁装置，主要作用是产生驱动转矩，作为各种机械的动力源，为设备提供的是一种和环境互动的方式，所以根据应用环境的不同，它的设计和操作也会有所不同，下面就让我们从工作原理开始，了解三种常见电机种类的优缺点。

电机的工作原理

电机的工作原理是磁场对电流受力的作用，使电机转动。一根通电导线在磁场中会受到力的作用，这种力在宏观上表现为安培力，在微观上表现为运动电荷所受到的洛伦兹力。

电机的种类

经典的直流有刷电机

直流有刷电机的主要结构包括：定子，转子，电刷三个部分，通过旋转磁场获得转动力矩，从而将电能转化为动能，在这过程中电刷与换向器不断摩擦接触，起到导电和换相的作用。

直流有刷电机是当今使用的最简单的电机之一。它出现在各种家用电器、玩具和汽车当中。这种电机的构造和控制非常简单，是适用于专业人士和业余爱好者的解决方案。

优点

易于控制。

在低转速下有很好的扭矩。

价格低廉，适合大规模生产。

缺点

电刷会随着时间的推移而磨损。

电刷会产生电磁噪音。

由于电刷会发热，因此转速有限制。

动力充足的无刷电机

无刷电机与有刷电机的区别在于：不使用机械的电刷装置，采取电子换向，线圈不动，磁极旋转。通过霍尔元件感应永磁体磁极的位置，适时切换线圈电流的方向来驱动电机。这种方法的好处在于避免了有刷电机电刷的消耗。

无刷电机已经开始在飞机和车辆的市场上占据主导地位。原本如何控制无刷电机一直是个难题，但随着微控制器的研发和普及，这个问题正在得到解决。由于没有电刷的阻碍，电机可以提供更加安静且强大的动力。

优点

可靠。

效率高。

易于大量生产。

缺点

需要专门的控制器。

在驱动应用中通常需要专门的齿轮箱。

精确的步进电机

步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。当电流流过定子绕组时，定子绕组产生一矢量磁场。该磁场会带动转子旋转一角度，转子也随着该磁场转一个角度。每输入一个电脉冲，电动机转动一个角度前进一步。

步进电机输出的角位移与输入的脉冲数成正比、转速与脉冲频率成正比，可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的。因此步进电机多被应用在打印机、绘图仪、3D打印机、数控铣床等需要精确控制位置的电器中。

优点

优异的定位精度。

高保持力矩。

高可靠性。

缺点

步距过小，限制了最高速度。

持续耗电高。

高负载下容易出错。

以上，我们了解了电机的基本工作原理，并介绍了一些不同类型的电机以及它们可能的使用方式。在选择使用的电机时，需先考好自己的需求，然后比较每种类型电机的优点和缺点，选择适合需求的解决方案。

原文标题：欧时课堂丨电机（马达）是如何工作的？

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责任编辑：haq