基本介紹
- 中文名：滾珠軸承電動機
- 外文名：Ball Bearing Motor
- 領域：電機工程
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電動機
電動機（英文：Electric motor），又稱為馬達、摩打或電動馬達，是一種將電能轉化成機械能，並可再使用機械能產生動能，用來驅動其他裝置的電氣設備。大部分的電動馬達通過磁場和繞組電流，在電動機內產生能量。
圖1.各種大小電動機及當作尺寸比較用之9伏特電池
電動機與發電機原理基本一樣，其分別在於能量轉化的方向不同：發電機是藉由負載（如水力、風力）將機械能、動能轉為電能；若沒有負載，發電機不會有電流流出。電動機和電力電子、微控器配合已形成一新學門，稱為電動機控制。
歷史
1740年，第一個電動馬達是由蘇格蘭僧侶安德魯·戈登（Andrew Gordon）創建的簡單的靜電設備。1827年，匈牙利物理學家安幼思·傑德利克（ÁnyosJedlik）開始嘗試用電磁線圈進行實驗。傑德利克解決一些技術問題後，稱他的設備為“電磁自轉機”。雖然只用於教學目的，但第一款傑德利克的設備已包含今日直流電動機的三個主要組成部分：定子，轉子和換向器。
圖2.1827年的電動機
1835年，美國一位鐵匠湯馬斯·達文波特（Thomas Davenport）製作出世界上第一台能驅動小電車的套用電動機，並在1837年申請了專利。由於主要動力電池成本極高，在商業上不成功，達文波特破產。一些發明家繼續發展套用電動機，但都遇到了同樣電池發電成本的問題。
1870年代初期，世界上最早可商品化的電動機由比利時電機工程師Zenobe Theophile Gamme所發明。1888年，美國著名發明家尼古拉·特斯拉套用法拉第的電磁感應原理，發明交流電動機，即為感應電動機。
1902年，瑞典工程師丹尼爾森利用特斯拉感應電動機的旋轉磁場觀念，發明了同步電動機。1923年，蘇格蘭人James Weir French發明三相可變磁阻型（Variable reluctance）步進電動機。
原理
種類
依磁場方向分類：
- 軸向磁場電動機
- 徑向磁場電動機
依使用電源分類：
- 直流電動機：使用永久磁鐵或電磁鐵、電刷、整流子等元件，電刷和整流子將外部所供應的直流電源，持續地供應給轉子的線圈，並適時地改變電流的方向，使轉子能依同一方向持續旋轉。
- 交流電動機：將交流電通過電動機的定子線圈，設計讓周圍磁場在不同時間、不同的位置推動轉子，使其持續運轉
- 脈衝電動機：電源經過數位IC晶片處理，變成脈衝電流以控制電動機，步進電動機就是脈衝電動機的一種。
依構造分類：
- 同步電動機：特點是恆速不變與不需要調速，起動轉矩小，且當電動機達到運轉速度時，轉速穩定，效率高。
- 可逆電動機：基本上與感應電動機構造與特性相同，特點電動機尾部內藏簡易的剎車機構（摩擦剎車），其目的為了藉由加入摩擦負載，以達到瞬間可逆的特性，並可減少感應電動機因作用力產生的過轉量。
- 伺服電動機：特點是具有轉速控制精確穩定、加速和減速反應快、動作迅速（快速反轉、迅速加速）、小型質輕、輸出功率大（即功率密度高）、效率高等特點，廣泛套用於位置和速度控制上。
- 線性電動機：具有長行程的驅動並能表現高精密定勢能力。
- 其他：旋轉換流機（Rotary Converter）、旋轉放大機（Rotating Amplifier）等。
滾珠軸承
滾珠軸承，主要包含四個基本元件：滾珠、內環、外環與保持器，如圖所示。一般工業用的滾珠軸承滿足AISI 52100的標準，滾珠與環通常是以高鉻鋼製成，洛氏硬度約在61至65之間。而保持器的硬度相較於滾珠與環低，其材料有金屬（如：中碳鋼、鋁合金）或非金屬（如：鐵弗龍、PTEF、高分子材料）。由於滾動軸承（如圖3）比頸軸承的轉動摩擦阻力小，因此相同的轉速下，摩擦產生的溫度會比較低。
圖3.滾珠軸承
另見
- 同極發電機
- 法拉第悖論
