『电动「祺」观』旋转的奥秘 汽车的电动机到底是如何工作的？（1）
来源：电能质量检测
发布时间：2024-09-02 23:10:04
相比传统的「燃油车」，对「纯电汽车」而言，最为突出的变化是所谓的「三电」：「电动机」、「电池组」和「电控系统」（比较广义的认知）。最能给驾驶者带来直接体验的，应该就是「电动机」了，我们将在接下来的几期文章中，一起来了解一下「电动汽车」的「电动机」。
记得几年前，还有不少的自媒体会将「燃油汽车」与「电动汽车」作对比，比如在零百加速、上限功率和最大扭矩等方面，以此突显「电动汽车」可以秒杀「燃油汽车」
对于自媒体这种『略耍流氓』的对比行为，现在看来还有几分怀念。但随着大家对两类汽车的「驱动系统」迥然不同的逐步了解，大家也渐渐体会到两者各有优劣。相信驾驶过非40万元以上「纯电汽车」的车主，都会有这样的感觉：
论起步，20万元左右的「电动汽车」（以「电动机」起步）可以称霸一时；但论60km/h~100km/h的中后段加速，「电动汽车」似乎就开始『软』了。
大部分「燃油汽车」的「发动机」是通过在「气缸」中点燃汽油产生热（爆炸），推动「活塞」做「四冲程」的上下运动，又通过「曲柄连杆」转换为旋转运动，形成驱动汽车的动力。换言之，「发动机」与古老的「蒸汽机」一样，将热能转换成机械能。
其结构的优缺点，相信大部分略懂汽车的朋友都能道出几点。而其中让工程师最头疼的缺陷在于：「发动机」仅在有限的「转速」范围内，才可以产生可用的「扭矩」和「功率」。也就是说，如果汽车只有一个档位（只有手动挡的一档），那么无论你怎么踩油门，让「发动机」如何疯转，汽车在达到一定的速度后（正常情况下不会超过20km/h），都不会再提速了。
1. 我们不必再担心「发动机」在做「上下运动」转换为「旋转运动」白白浪费能量。因为「电动机」的「转子」本来就做「旋转运动」；
2. 我们不必再担心能源使用「效率」。因为「电动机」在任何转速下，都能保持90%左右的能源使用「效率」；
先来看几个小图示，我们将一根电线看做一个桶，而在桶中流动的「电流」比作一支弓箭，当「电流」的方向穿入纸面时，我们正真看到的是箭尾的羽毛划出的『十字』；反之，当「电流」的方向穿出纸面时，我们正真看到的是箭头，即是一个点。
这是一张最简单的（带电「线圈」）电路图，其中有我们实验需要用的一根「导线」，还要一个「电源」（此处为一节干电池）。当我们从截面观察「导线」两侧时，「电流」的方向分别是箭头（左侧）和箭尾（右侧）。同时也要注意上图中「线圈」两侧的颜色，左侧的为蓝色，右侧的为红色。
当我们将这个「线圈」放入一个由两块吸铁石（「永磁体」）所构成的「磁场」中，于是有趣的事情发生了，根据「左手定理」：张开左手，让「磁感线」穿入手心，四指指向「电流」方向，那么大拇指的方向就是「线圈」两侧的受力方向。在上图中「线圈」左侧向上，右侧向下。在这种作用力下，「线圈」就开始『旋转』。
然而，「线，因为当「线圈」的两侧垂直于「磁场」时，由于力的方向仍然没变，「线圈」就『卡当』了，无法使其继续旋转。而有一种简单的办法让「线圈」保持旋转在「线圈」的两侧垂直于「磁场」的瞬间断开「电源」！让「线圈」在「惯性」的作用下继续旋转90。
当「线后，我们应该改变「电流」的方向，让「线，接下来再断开「电源」让它走完最后的90，这样「线的旋转。当你看懂了以上几张图，恭喜你，你已经了解「电动机」最基本的原理。
实验中个人会使用了干电池，即以「直流电」作为供电电源，所以这类「电动机」被称为「直流电动机」。此外，为保持我们「线圈」旋转，我们应该转换「电流」的方向，『笨办法』是将干电池换个方向，但实际应用中，能够正常的使用一种叫「转向器」的组件来完成。最后，实验所用的吸铁石充当着「直流电动机」中「定子」的角色，而旋转在「定子」中的「线圈」则被称为「转子」。
「电动机」的话题是一个大话题，不是三言两语就能解释清楚，希望能够通过本文中的小实验，让完全不懂「电动机」原理的朋友能有一个最基本的具象概念。本文也只刚刚开启「电动机」原理的大门，在接下来的章节中，我们将按照不同的「电动机」分类，详解主流「电动汽车」的「电动机」，敬请期待~
