直流電機和交流電機的原理和區(qū)別是什么？

以單相電機為例。

首先來說，直流電機與交流電機都是電機的一種，都是由于磁場的作用產(chǎn)生運轉(zhuǎn)。而直流又可以看成是步進電機的一種。那么在原理上有什么區(qū)別呢？

1、電機結(jié)構(gòu)不同

1）交流電機里面有一個線圈，這個線圈一般阻值不是很大，，也就百歐姆左右，以移相為例式為例，它有啟動繞組和運行繞組。

2）而直流電機內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要是由定子以及轉(zhuǎn)子組成，以前很多都是有刷電機，，轉(zhuǎn)子有一個電刷，電機上面還有一個霍爾傳感器，檢測位置，在工作過程當中與轉(zhuǎn)換片不斷的交替接觸，這樣形成交變磁場，不斷轉(zhuǎn)動，直流電機體積一般比交流的小，現(xiàn)在很多公司都用直流無刷電機。

2、工作原理不同

1）交流電機供電電壓是交流電，可以通過交流開關元器件來控制電機通斷，例如晶閘管，用晶閘管時候耐壓一定要足夠，例如對于220AV的交流電機，可以用耐壓值400VAC，甚至600VAC。

2）而對于直流電機來說，它的供電電壓是直流輸入，可以用PWM技術(shù)控制，PWM是一種占空比可調(diào)節(jié)的信號，可以輸入不同的。如下圖是無刷直流電機輸出圖，上下臂有一個分別導通，電機輸出就有310V。直流可以進行無級調(diào)速，速度級數(shù)可以調(diào)到很高，而且可以增加反饋信號，閉環(huán)調(diào)速，又可以進行剎車功能，也就是說可以在一定時間段內(nèi)讓它很快停下來，輸出穩(wěn)定性比較好。

3、輸出功率不同

一般直流電機比交流電機功率要小，特別是無刷電機，克服有刷電機的很多缺點，但是自身也有缺點，比如共振等問題

我用最簡潔最易懂的方式來說一下直流電機和交流電機的工作原理和區(qū)別。

上圖就是直流電動機最簡單的物理模型。

工作原理：

1. 直流電源電流順著電源正極流到了左邊的電刷上面，電刷和換向器相互摩擦，電流經(jīng)過左邊的換向器（也叫換向片，這個電機有左右兩個換向片）流進線圈，從線圈的右邊流出來，經(jīng)過右邊的換向片和右邊的電刷流回到電源的負極，形成了閉合回路。

2. 由于線圈處在主磁極（圖中的N和S）的磁場中，線圈會受到電磁力的作用，線圈的兩個邊由于電流的方向不同（左邊的電流向里流，右邊的向外流），所以兩個線圈邊受到大小相同方向相反的電磁力，這兩個電磁力剛好形成了電磁轉(zhuǎn)矩，在電磁轉(zhuǎn)矩的拉動下，線圈開始轉(zhuǎn)動了。直流電機中線圈嵌放在轉(zhuǎn)子槽中，電動機就開始轉(zhuǎn)動了。

3. 左右換向片跟著轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，而電刷固定不動，轉(zhuǎn)動一圈以后，右邊的線圈到了左邊，左邊的線圈到了右邊，但是由于換向片的存在，現(xiàn)在處在左邊的線圈內(nèi)的電流方向和原來處在左邊的線圈變的電流的方向一樣流向里，所以受到的電磁力方向不變，右邊也一樣。所以從空間上看，在相同位置的線圈邊受的電磁力方向是一直不變的，這就保證了電機的循環(huán)轉(zhuǎn)動。

4. 但是一個線圈，由于這個線圈轉(zhuǎn)到不同位置時磁場是不相同的，導致了線圈所受的電磁力也一直在變，所以線圈轉(zhuǎn)起來不穩(wěn)定，忽快忽慢。所以可以通過多安裝幾個線圈來保證線圈受力均勻和穩(wěn)定。

于是就有了這樣的，

甚至這樣的電機模型。

再說外面的兩個磁極，其實是有勵磁線圈產(chǎn)生的電磁鐵，小電機中有永磁鐵，稍微大一點的都會用電磁鐵。

模型是模型，但真實的電機轉(zhuǎn)子是這個樣子的。

再說交流電機：

交流電機分同步和異步電機，同步主要用作發(fā)電機，異步主要是電動機。我主要說一下異步電動機吧，由于異步電動機結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，維護方便，運行可靠等特點得到了廣泛的應用。

交流電機雖然結(jié)構(gòu)簡單，但是工作原理其實比直流電機要復雜一點，如果要理解清楚也更加費勁。

在交流電機的定子上通上三相對稱交流電，如上圖所示，定子不動，僅僅通過電流的變化就能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的合成磁場，這個磁場像一個繞著定子旋轉(zhuǎn)的磁鐵。

有了這個旋轉(zhuǎn)的磁鐵，一切就都好辦了，在定子內(nèi)部隨便放一個閉合的線圈，在這個閉合線圈里就會感應出電動勢和電流，就會產(chǎn)生電磁力，閉合線圈就會轉(zhuǎn)動起來。

也可以這么理解，定子上有一個旋轉(zhuǎn)的磁鐵，轉(zhuǎn)子閉合線圈由于感應帶電，其實也變成了一個電磁鐵，外面的電磁鐵在轉(zhuǎn)，就會帶著里面的電磁鐵轉(zhuǎn)，于是交流電機的轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)起來了。

定子磁場的旋轉(zhuǎn)速度叫同步轉(zhuǎn)速，里面轉(zhuǎn)子其實是被定子磁場牽引著在轉(zhuǎn)動，所以它的轉(zhuǎn)速會比定子磁場的轉(zhuǎn)速慢，所以叫異步轉(zhuǎn)速。所以有了異步電動機的名稱。

交流電機的轉(zhuǎn)子就是這么簡單的幾個閉合線圈，或者說閉合導體，像一個鼠籠子一樣，所以又叫鼠籠式異步電動機。

另外，由于轉(zhuǎn)子內(nèi)部的電動勢和電流是由于定子磁場感應出來的，所以又把異步電動機叫做感應電動機。所以三相交流異步電動機的名字比較多：交流電機，異步電機，感應電機，都是在說它，是從不同的角度給它起的名字而已。