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同样都是电机直流和交流的差别真的有那么大吗?

时间:2023-10-08 19:41:54 来源:博亿堂byt98网址登陆 点击:1次

  如果要评选人类历史上最伟大的发明,那电机一定榜上有名。我们的生活中处处都有它的身影,从高铁电动车,到风扇空调冰箱,再到手机电脑。事实上,除了照明取暖显示等少数电器外,绝大多数我们能接触到的电器不能离开电机。

  既然电机如此重要,可我们好像却很少能非间接接触到它,可能很多人对电机最直接的记忆还是小时候四驱车里的马达。为什么我们就不能像组装台式电脑那样自行选择喜欢的电机组装自己的家电呢?

  不同种类的家用电器使用场合不一致,对电机的要求也不完全一样。而电机和电机之间可不单单是尺寸大小和性能有差别,在结构、特性甚至工作原理上差别,所以“专机专用”的情况更多。

  虽说电机的理论基础都是电流的磁效应和电磁感应现象,但从电机发展的历史来看,针对不同的电源类型电机的形态是有不少区别的。

  在法拉第和奥斯特之前的年代,人类唯一能使用的电源是伏特发明的银锌电池,最早实用化的也是直流发电机和直流电动机。直流电机最独特的结构是换向器和电刷,随着线圈的转动转换电流的方向,让转子持续不断受力转动。

  由于直流发电机和电动机的率先应用,甚至一度让人们以为直流电才是适合未来大规模使用的电源。后来的事情大家也都知道了,交流电系统因为传输损耗小、易变压等原因成为了今天的主流。

  在实用化的交流发电机出现以后,交流电机也就应运而生。定子绕组通过交流电产生旋转磁场,转子绕组在变化磁场中产生感应电流,随着旋转的磁场转动。

  交流电机不需要换向器和电刷转换电流方向,与直流电机相比它的结构更简单,功率更大,在工业领域被广泛应用。

  当然电机发展到今天,分类的方法有很多,可以按励磁方式来划分,也可以按转速、功率来划分,但按工作电源种类划分成直流电机和交流电机。

  生活中,我们会使用220V的交流电,也会使用电池或电源适配器逆变后的直流电,所以直流电机和交流电机往往是同时存在的。

  对不同适用场合的电器来说,需要仔细考虑包括转速、转矩、功率、体积大小、调速性能、寿命等等特性来选择正真适合的电机类型。

  比如空调和电冰箱,两者电机的功能都是驱动压缩机制冷,由于都要求长时间运行,多以对电机的效率有较高的需求,但也会有一些差异。

  冰箱在室内,空调主机在室外,对运行噪音的要求就会有差别;冰箱制冷的空间以升计算,而空调则以立方米(由于层高相对固定,实际多用平方米来计算)计算,所以后者的功率要求更高。市面上冰箱和空调大多数都采用交流电机。

  对于电动牙刷、剃须刀这类生活小家电来说,首要考虑的肯定是便携性。它们往往通过电池供电,采用体积小巧的直流电机来驱动,和冰箱空调所使用的电机有巨大的差别。

  还有一些家用电器既能选用直流电机也能选用交流电机,因垃圾分类而逐渐走进大众视野的食物垃圾处理器就是一个典型的例子。

  食物垃圾处理器是一种安装在厨房水槽下方的现代化电器,可以将瓜皮果皮、菜梗烂叶、虾壳碎骨等等湿垃圾研磨粉碎成细小的颗粒直接排入下水道,免去清理垃圾装袋等繁琐步骤。

  对我们来说,食物垃圾处理器可能是个新鲜玩意,但实际上它已经有超过80年的历史了。1927年建筑师约翰·汉默斯先生为妻子发明了世界上第一台食物垃圾处理器,随后他完善了设计将其商品化,并成立了爱适易(InSinkErator)品牌。

  对食物垃圾处理器而言,电机是最核心的部件,直接影响正常使用体验。直流电机和交流电机的性能参数的差别是相对的,不同直流电机之间的性能差别也可以很大。但直流电机和交流电机的一些特性的差别是绝对存在的。

  直流电机调速范围大,体积可以很小,在家用领域通常用于小家电,如剃须刀、电动牙刷等,这是交流电机很难实现的。

  而交流电机的结构没有换向器和电刷的摩擦损耗,产生的噪音也就更小,不需要像直流电机一样定期维护,这是直流电机所欠缺的。交流电机的转速稳定,可靠性高,寿命也更长,所以像洗衣机、空调、冰箱、风扇等耐用型电器多采用交流电机。

  对于食物垃圾处理器这种固定安装经常使用的电器来说,噪音小寿命长的电机能提供更好的使用体验,也许这就是爱适易80多年从始至终坚持使用交流电机的原因之一。

  另一个原因,爱适易在1968年成为了艾默生(Emerson)旗下的品牌,而艾默生是全球领先的电机制造商。爱适易使用的Dura-Drive感应式交流电机,转矩大寿命长,更静音更安全,自然就是源自艾默生的先进技术。

  同样都是电机,不同的使用场景有不同的需求,对某一种电器而言直流电机可能是更好的选择,对另一种电器来说交流电机可能才是更好的选择。

  作为消费者,了解这些核心部件的原理和参数是困难的,但它很有用。至少我们大家可以大致判断厂商是不是真的切实考虑到产品的使用体验,有的厂商可以为产品单独研发设计核心部件,有的厂商则只是整合主流方案。

  有时候我们过于在乎对比所谓的“性价比”,看价格看参数选择“超值”的产品。但如果不懂得背后的技术原理,就很容易忽略了像是直流电机和交流电机这样深层的差别。读懂参数的同时也不要忽略了参数背后的技术。