3.5 电动机的功能与应用

电动机是一种可以将电能转换为机械能的电气设备，多用于工矿企业中，为产品的加工、组装、运输等工作提供动力源。

3.5.1 电动机的种类及特点

电动机的种类很多，常见的电动机可分为直流电动机、单相交流电动机、三相异步电动机三种。

1. 直流电动机

图3-84所示为典型直流电动机的外形，直流电动机是由直流电源（须区分电源的正负极）供给电能的，并可将电能转变为机械能的电动装置。它具有良好的启动性能，能在较宽的范围内进行平滑的无级调速，还适用于频繁启动和停止动作。

直流电动机按照其定子磁场的不同，一般可以分为两种，一种是由永久磁铁作为主磁极，称为永磁式直流电动机；另一种是给主磁极通入直流电产生主磁场，称为电磁式直流电动机。

2. 单相交流电动机

单相交流电动机是利用单相交流电源供电，也就是由一根火线和一根零线组成的220V交流市电进行供电的电动机。根据单相交流电动机的结构，一般可分为单相同步电动机、单相异步电动机，它们的外形如图3-85所示。

3. 三相交流电动机

三相交流电动机是利用三相交流电源供电的电动机，一般供电电压为 380V。三相交流电动机根据其运行方式可分为三相异步电动机和三相同步电动机。其中三相异步电动机的应用较为广泛。

三相异步电动机是指其转子转速滞后于定子磁场的旋转速度。也正是由于该电动机的转子与定子旋转磁场以相同的方向、不同步的转速旋转，所以称其为三相异步电动机。三相异步电动机根据其内部结构不同，通常分为鼠笼形异步电动机和绕线形异步电动机。其外形如图3-86所示。

3.5.2 常见电动机的实际应用

电动机常应用于电气设备或电力拖动中，为这些设备提供动力源。

1. 直流电动机的实际应用

由于直流电动机具有良好的可控性能，因此很多对调速性能要求较高的产品中都采用了直流电动机作为动力源，例如日常生活中常见的DVD/VCD机、录音机、剃须刀、电动自行车、车用吸尘器等。图3-87所示为直流电动机在日常生活中的应用。

2. 单相交流电动机的实际应用

单相异步电动机是指电动机的转动速度与供电电源的频率不同步，对于转速没有特定的要求。其特点是结构简单、效率高、使用方便，也是目前应用比较广泛的电动机，大多应用于输出转矩大、转速精度要求不高的产品中，例如日常应用的电风扇、洗衣机等都是采用了单相异步电动机。图3-88所示为单相异步电动机的应用。

单相同步电动机是指电动机的转动速度与供电电源的频率保持同步，对于电动机的转速有一定的要求。由于同步电动机的结构简单、体积小、消耗功率少，所以可直接使用市电进行驱动，其转速取决于市电的频率和磁极对数，而不受电压和负载的影响，由于转速稳定，主要应用于自动化仪器和生产设备中。图3-89所示为单相同步电动机的应用。

3. 三相交流电动机的实际应用

（1） 三相异步电动机的实际应用

三相异步电动机具有高效、节能、性能好、振动小、噪声低、寿命长、可靠性高、维护方便、启动转矩大等优点，广泛应用于工农业机械、运输机械、机床等设备中。图3-90所示为三相异步电动机的应用。

除此以外，三相异步电动机还适合应用于不含易燃、易爆或腐蚀性气体的一般场所和无特殊要求的机械中，例如金属切削机床中的泵电动机采用的三相交流异步电动机，就是利用了该电动机的特点。图3-91所示为三相异步电动机在金属切削机床中的应用。

（2） 三相同步电动机的实际应用

三相同步电动机是指转速与旋转磁场同步，其主要特点是转速不随负载变化，功率因素可调节，所以通常应用于转速恒定的大功率生产机械中。

图3-92所示为三相同步电动机在风机中的典型应用，因同步电动机的转速不随负载的变化而变化，所以在转速恒定的生产机械中采用的大多都是同步电动机。例如大型鼓风机及排风机、压缩机等。

图3-93所示为三相同步电动机在压缩机中的典型应用。三相同步电动机作为空气压缩机配套的同步电动机，主要应用于各类动力设备中，其启动方式为全压启动。此外还可用于驱动电路、水泵等其他机械设备。