直流电动机和交流电动机的区别

• 工作原理：直流电机的转子是线圈，换向器，磁极；定子比较简单，一般用硅钢片叠成，中间敷设绝缘漆。交流电机原理相对复杂一些，在普通电动机的基础上还叠加了变频器或调速控制器。

• 成本：交流电机通常比直流电机的成本高。这是因为交流电机结构复杂，使用电子控制设备，材料成本和制造成本较高。

• 维护：交流电机比直流电机更难维护，因为它们有更多的部分需要保持运转。

• 调速：直流电机可以通过改变电枢电压或励磁电流来轻松实现调速。对于交流电机，调速通常通过变频器或调速控制器来实现，但实现平滑调速的难度较大。

• 启动：直流电机可以在任何转速下启动，而交流电机必须在一定转速下才能启动（通常至少在50%的额定速度下）。

• 速度控制：直流电机的速度控制非常直接，只需改变输入的电压或电流即可。而交流电机的速度控制可能更复杂，往往需要通过变频器或其他控制设备来实现。

• 适用场合：直流电机适用于需要简单、经济、耐用的应用场景，如风扇、泵和压缩机等。而交流电机适用于需要高性能、精确控制转速和高效率的应用场景，如工业生产线、电力机车、电动汽车等。

• 耐用性：直流电机的耐用性一般优于交流电机。这是因为交流电机的构造复杂度较高，更容易出现故障和磨损。

• 能耗：在工作效率相同时，直流电机的能耗一般低于交流电机。这是因为直流电机在电能转化方面的效率更高。

• 结构：直流电机的结构相对简单，主要由转子和定子组成。而交流电机的结构较为复杂，除了转子和定子外，还包括了其他辅助部件如变频器或调速控制器等。

• 控制方式：直流电机的控制方式相对简单，主要通过改变电压或电流来实现。而交流电机的控制方式通常需要借助复杂的控制系统如变频器或调速控制器等来实现。

• 适用电压范围：直流电机的适用电压范围较广，可在不同电压下运行。而交流电机的适用电压范围相对较窄，需要在一定电压范围内运行。

• 适用功率范围：直流电机的适用功率范围较广，可适用于不同功率等级的应用场景。而交流电机的适用功率范围相对较窄，主要适用于中高功率等级的应用场景。

• 调速范围：直流电机的调速范围较宽，可在较大范围内调整速度。而交流电机的调速范围相对较窄，受限于电动机的设计和控制方式等因素。

• 过载能力：在相同条件下，直流电机的过载能力一般高于交流电机。这是因为直流电机在设计时更注重过载能力的提升。

• 环境适应性：在相同条件下，直流电机的环境适应性一般高于交流电机。这是因为直流电机在设计时更注重环境适应性方面的考虑。

1.直流电机的基本工作原理
直流励磁的磁路在电工设备中的应用，除了直流电磁铁（直流继电器、直流接触器等）外，最重要的就是应用在直流旋转电机中。在发电厂里，同步发电机的励磁机、蓄电池的充电机等，都是直流发电机；锅炉给粉机的原动机是直流电动机。此外，在许多工业部门，例如大型轧钢设备、大型精密机床、矿井卷扬机、市内电车、电缆设备要求严格线速度一致的地方等，通常都采用直流电动机作为原动机来拖动工作机械的。直流发电机通常是作为直流电源，向负载输出电能；直流电动机则是作为原动机带动各种生产机械工作，向负载输出机械能。在控制系统中，直流电机还有其它的用途，例如测速电机、伺服电机等。虽然直流发电机和直流电动机的用途各不同，但是它们的结构基本上一样，都是利用电和磁的相互作用来实现机械能与电能的相互转换直流电机的最大弱点就是有电流的换向问题，消耗有色金属较多，成本高，运行中的维护检修也比较麻烦。因此，电机制造业中正在努力改善交流电动机的调速性能，并且大量代替直流电动机。不过，近年来在利用可控硅整流装置代替直流发电机方面，已经取得了很大进展。包括直流电机在内的一切旋转电机，实际上都是依据我们所知道的两条基本原则制造的。一条是：导线切割磁通产生感应电动势；另一条是：载流导体在磁场中受到电磁力的作用。因此，从结构上来看，任何电机都包括磁场部分和电路部分。从上述原理可见，任何电机都体现着电和磁的相互作用，是电、磁这两个矛盾着的对立面的统一。我们在这一章里讨论直流电机的结构和工作原理，就是讨论直流电机中的“磁”和“电”如何相互作用，相互制约，以及体现两者之间相互关系的物理量和现象（电枢电动势、电磁转矩、电磁功率、电枢反应等）。
如果直流电机的转子不用原动机拖动，而把它的电刷A、B接在电压为U的直流电源上（如图2所示），那么会发生什么样的情况呢？从图上可以看出，电刷A是正电位，B是负电位，在N极范围内的导体ab中的电流是从a流向b，在S极范围内的导体cd中的电流是从c流向d。前面已经说过，载流导体在磁场中要受到电磁力的作用，因此，ab和cd两导体都要受到电磁力Fde的作用。根据磁场方向和导体中的电流方向，利用电动机左手定则判断，ab边受力的方向是向左，而cd边则是向右。由于磁场是均匀的，导体中流过的又是相同的电流，所以，ab边和cd边所受电磁力的大小相等。这样，线圈上就受到了电磁力的作用而按逆时针方向转动了。当线圈转到磁极的中性面上时，线圈中的电流等于零，电磁力等于零，但是由于惯性的作用，线圈继续转动。线圈转过半州之后，虽然ab与cd的位置调换了，ab边转到S极范围内，cd边转到N极范围内，但是，由于换向片和电刷的作用，转到N极下的cd边中电流方向也变了，是从d流向c，在S极下的ab边中的电流则是从b流向a。因此，电磁力Fdc的方向仍然不变，线圈仍然受力按逆时针方向转动。可见，分别处在N、S极范围内的导体中的电流方向总是不变的，因此，线圈两个边的受力方向也不变，这样，线圈就可以按照受力方向不停的旋转了，通过齿轮或皮带等机构的传动，便可以带动其它工作机械。
2. 从以上的分析可以看到，要使线圈按照一定的方向旋转，关键问题是当导体从一个磁极范围内转到另一个异性磁极范围内时（也就是导体经过中性面后），导体中电流的方向也要同时改变。换向器和电刷就是完成这个任务的装置。在直流发电机中，换向器和电刷的任务是把线圈中的交流电变为直流电向外输出；而在直流电动机中，则用换向器和电刷把输入的直流电变为线圈中的交流电。可见，换向器和电刷是直流电机中不可缺少的关键性部件。
当然，在实际的直流电动机中，也不只有一个线圈，而是有许多个线圈牢固地嵌在转子铁芯槽中，当导体中通过电流、在磁场中因受力而转动，就带动整个转子旋转。这就是直流电动机的基本工作原理。
比较直流发电机和直流电动机的工作原理可以看出，它们的输入和输出的能量形式不同的。正如前面已经说过，直流发电机由原动机拖动，输入的是机械能，输出的是电能；直流电动机则是由直流电源供电，输入的是电能，输出的是机械能
交流电动机常见的分两种：同步电机和异步电机，其中异步电机更常用
以鼠笼式异步电机为例：定子通入三相交流电，产生旋转磁场。磁场切割转子，鼠笼式转子线圈内感应出电流，感应的电流再次建立磁场。定子的旋转磁场和转子建立的磁场之间有相互的作用力，于是电机旋转。转子旋转速度始终低于定子磁场的同步转速。
交流同步电机：定子通入三相交流电，建立旋转磁场；转子上需加上一个直流励磁，建立磁场。转子磁场收定子同步磁场的作用，以同步转速转动。

原发布者:yelusalengsu
直流电动机与交流电动机的应用场合都比较广，两者工作的基本原理相同，都是电磁感应定律，且两者都有各自的优缺点，这点很多资料中都有介绍。分析一下，直流电动机或者说是直流电机有其工作时的缺点很重要的一个原因大概就是因为换向器，这也是决定直流电机与交流电机工作方式不同的最主要原因。还是以电动机为例，电动机要想工作，必须靠转子绕组所感应到的电磁力拖动转子进行旋转，所以要想保证电动机稳定持续旋转，转子绕组中的感应电磁力必须保持方向一致，对于直流电动机来说，定子磁场的方向不变，所以如果转子中的电流不进行换向的话，那么转子在旋转的过程中受到的电磁力方向就会改变，不能保证转子连续旋转。即只要转子绕组中的电磁力方向一致，转子就能持续旋转。而交流电动机正是利用了这一点，在工作时，不通过换向，而是通过改变定子磁场方向的方式保证这一点，因为对于交流电机来说定子磁场不是固定不变的，而是按照一定的规律在旋转，所以能够保证转子绕组受到的电磁力方向不变。交流电动机只要定子线圈按相位布局，自然会产生旋转磁场就能保证转子旋转。还有一个需要注意的地方，虽然直流、交流电动机的工作原理都是电磁感应定律，但是两者也有不同之处，可以通过两者启动方式的不同理解。直流电动机转子转动（电枢绕组运动或者受力）是因为通电的电枢绕组在磁场里受到电磁力，所以前提是电枢中有电流，所以直流电动机要想启动需要有电枢电流；而交流电动机启动时只要对定子