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電動機（Electric motor），又稱為馬達或電動馬達，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。

電動機種類非常繁多，但可大致分為交流電動機及直流電動機以用於不同的場合。

目錄

• 1 交流馬達與直流馬達比較
• 2 原理
• 3 基本構造
• 4 發展歷史
• 5 應用發展
• 6 用途
• 7 附加資料
  • 7.1 術語
• 8 故障判別級處理方法
• 9 參看
• 10 參考資料

[編輯] 交流馬達與直流馬達比較

• 直流電動機（DC Motor）的好處為在控速方面比較簡單，只須控制電壓大小已可控制共轉速，但此類電動機不宜在高溫、易燃等環境下操作，而且由於電動機中需要以碳刷作為電流變換器（Commutator）的部件（有刷馬達），所以需要定期清理炭刷磨擦所產生的污物。無碳刷之馬達稱為無刷馬達，相對於有刷，無刷馬達因為少了碳刷與軸的摩擦因此較省電也比較安靜。製作難度較高、價格也較高。

• 交流電動機（AC Motor）則可以在高溫、易燃等環境下操作，而且不用定期清理碳刷的污物，但在控速上比較困難，因為控制交流電動機轉速須要控制交流電的頻率（或使用感應馬達，用增加內部阻力的方式，在相同交流電的頻率下降低電動機轉速），控制其電壓只會影響電動機的扭力。一般民用馬達之電壓有 110V和220V等兩種，在工業應用還有380V或440V等型態。

[編輯] 原理

• 馬達的旋轉原理的依據為佛來明左手定則，當一導線置放於磁場內，若導線通上電流，則導線會切割磁場線使導線產生移動。
• 電流進入線圈產生磁場，利用電流的磁效應，使電磁鐵在固定的磁鐵內連續轉動的裝置，可以將電能轉換成力學能。
• 與永久磁鐵或由另一組線圈所產生的磁場互相作用產生動力
• 直流馬達的原理是定子不動，轉子依交互作用所產生作用力的方向運動。
• 交流馬達則是定子繞組線圈通上交流電，產生旋轉磁場，旋轉磁場吸引轉子一起作旋轉運動

以下為直流電動機的工作原理圖:

此為一個簡單的直流電（D.C.）電動機。當線圈通電後，轉子周圍產生磁場，轉子的左側被推離左側的磁鐵，並被吸引到右側，從而產生轉動。

轉子依靠慣性繼續轉動。

當轉子運行至水平位置時電流變換器將線圈的電流方向逆轉，線圈所產生的磁場亦同時逆轉，使這一過程得以重複。

直流馬達的基本構造包括「電樞」、「場磁鐵」、「集電環」、「電刷」。

1. 電樞:可以繞軸心轉動的軟鐵芯纏繞多圈線圈。
2. 場磁鐵:產生磁場的強力永久磁鐵或電磁鐵。
3. 集電環:線圈約兩端接至兩片半圓形的集電環，隨線圈轉動，可供改變電流方向的變向器。每轉動半圈（180度），線圈上的電流方向就改變一次。
4. 電刷:通常使用碳製成，集電環接觸固定位置的電刷，用以接至電源。

[編輯] 基本構造

電動機的種類很多，以基本結構來說，其組成主要由定子（Stator）和轉子（Rotor）所構成。

定子在空間中靜止不動，轉子則可繞軸轉動，由軸承支撐。

定子與轉子之間會有一定空氣間隙，以確保轉子能自由轉動。

定子與轉子繞上線圈，通上電流產生磁場，就成為電磁鐵，定子和轉子其中之一亦可為永久磁鐵。

[編輯] 發展歷史

• 1835年，製作世界上第一台能驅動小電車的應用馬達為美國一位鐵匠達文波（Thomas Davenport）。
• 1870年代初期，世界上最早可商品化的馬達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·特斯拉應用法拉第的電磁感應原理，發明交流馬達，即為感應馬達。
• 1845年，英國物理學家惠斯頓（Wheatstone）申請線性馬達的專利，但原理於1960年代才被重視，而設計了實用性的線性馬達，目前已被廣泛在工業上應用。
• 1902年，瑞典工程師丹尼爾森利用特斯拉感應馬達的旋轉磁場觀念，發明了同步馬達。
• 1923年，蘇格蘭人James Weir French 發明三相可變磁阻型（Variable reluctance）步進馬達。
• 1962年，藉霍爾元件之助，實用之DC無刷馬達終於問世。
• 1980年代，實用之超音波馬達開始問世。

[編輯] 應用發展

以下皆以馬達稱呼

• 依使用電源分類：

名稱
特性

直流馬達
（DC motor）
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。

交流馬達
（AC motor）
將交流電通過馬達的定子線圈，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

*脈衝馬達
電源經過數位IC晶片處理，變成脈衝電流以控制馬達，步進馬達就是脈衝馬達的一種。

• 依構造分類（直流與交流電源皆有）：

名稱
特性

同步馬達
（synchronous motor）
特點是恆速不變與不需要調速，起動轉矩小，且當馬達達到運轉速度時，轉速穩定，效率高。

非同步馬達
（induction motor）

感應馬達
特點是構造簡單耐用，且可使用電阻或電容調整轉速與正反轉，典型應用是風扇、壓縮機、冷氣機

*可逆馬達
基本上與感應馬達構造與特性相同，特點是是於馬達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，並可減少感應馬達因作用力產生的過轉量。

步進馬達
（stepping motor）
特點是脈衝馬達的一種，以一定角度逐步轉動的馬達，因採用開迴路（Open

Loop）控制方式處理，因此不需要位置檢出和速度檢出的回授裝置，就能達成精確的位置和速度控制，且穩定性佳。

伺服馬達
（servo motor）
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，廣泛應用於位置和速度控制上。

線性馬達
（linear motor）
具有長行程的驅動並能表現高精密定位能力。

其他
旋轉換流機（Rotary Converter）、旋轉放大機（Rotating Amplifier）等

[編輯] 用途

典型的感應電動機，應用非常廣泛

電動用途眾多，大至重型工業，小至小型玩具都有其蹤跡。在不同的環境下都會選擇不同類型的電動機，以下是一些例子：

• 製風設備, 例如電風扇
• 電動玩具車、船等
• 升降機, 電梯
• 以電力推動的交通工具, 例如地下鐵路, 電車
• 工廠與大賣場的運輸帶
• 公車上的電動自動門
• 電動捲閘

民生用品

• 光碟機
• 印表機
• 洗衣機
• 水泵
• 磁碟機
• 電動刮鬍刀
• 錄音機
• 錄影機
• CD唱盤

工業與商業用途

• 快速電梯
• 工作母機（如:機床）
• 紡織機
• 攪拌機

[編輯] 附加資料

• 電動機與發電機原理基本一樣，分別在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。
• 在使用馬達前需先了解其使用的電源是直流電還是交流電，如果是交流電，還需知道它是三相還是單相的交流電，接錯電源會導致不必要的損失和危險。
• 馬達轉動後若沒有接負載或負載很輕使得馬達轉速快，則感應電動勢較強，此時馬達兩端電壓為，電源提供電壓減去感應電壓，因此電流減弱。

若馬達的負載很重，轉速慢則相對感應電動勢較小，也因此電源需提供較大電流（功率）以對應所需的較大功率來輸出／作功。

[編輯] 術語

• 輸出：指馬達在單位時間內可進行的工作，並依馬達的運轉速度及轉矩來決定。
  • 額定輸出:馬達在額定電壓，額定頻率下能發揮其最優良特性，並同時連續產生的各種能量輸出，如運轉速度或轉矩等數值。

通常馬達銘牌上會表示額定輸出之數值。亞洲通常以瓦特(W)為單位，歐美則使用馬力(HP)。

• • 額定功率（容量）：額定輸出之功率(瓦特)。
  • 馬力:馬達輸出功率的單位之一為馬力（Horse power，簡稱HP），1馬力（HP）=746瓦特（Watts）
• 額定電壓：使用時所能容許的輸入電壓，使用超過此額定電壓時，通常馬達仍可運轉，但其電容器之使用壽命會顯著縮短，甚至長久運轉後產生高熱而燒毀。使用單位以V(伏特)表示。
• 轉矩
  • 啟動轉矩：指馬達請動時瞬間產生的轉矩，馬達若受比此一轉矩更大的摩擦抑止負載，則馬達將無法啟動。也稱為起始轉矩。
  • 停止轉矩：指馬達在一定電壓、一定頻率下所能輸出之最大轉矩，一旦所承載之負載超越此轉矩範圍，馬達隨即停止。
  • 額定轉矩：指馬達在額定電壓、額定頻率下可連續產生額定輸出時的轉矩。即為額定運轉速度時候所產生的轉矩。
• 轉速
  • 額定運轉速度：指馬達做額定輸出時的運轉速度，為馬達在無故障下使用之理想的運轉速度。
  • 無附載運轉速度：指馬達在無負載狀態下的運轉速度。
  • CW/CCW：指馬達的運轉方向。CW為從出力軸端看之順時針方向，而CCW則為逆時針方向之運轉。

[編輯] 故障判別級處理方法

故障徵狀
故障原因
處理方式

電動機無法啟動，但用手動後可以運轉。
1.離心開關接觸不良。
2.啟動線圈短路或連接不良。
1.更換離心開關或用砂紙磨其接頭。
2.檢查氣動線圈是否斷裂。

電動機無法啟動，用手動後同樣無法運轉。
1.沒有電源。
2.電路斷線。
3.運轉線圈斷線。
4.轉軸彎曲。
5.轉子與定子接觸。
1.檢查電源。
2.檢查電路。
3.修理運轉線圈。
4.調整或更換轉軸。
5.更換軸承。

轉速慢於正常轉速。
1.電源電壓太低。
2.軸承太緊，或負載太大。
1.檢查電源電壓是否正常供應。
2.更換軸承，減輕負擔。

過熱。
1.過載。
2.線圈短路。
3.線圈接地。
4.運轉線圈與啟動線圈間短路。
5.軸承磨損嚴重。
1.減輕負擔。
2.檢查短路點再加以絕緣。
3.將接地點隔離。
4.檢查短路點再加以絕緣。
5.更換軸承。

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