原动机又称动力机,是
机械设备中的重要驱动部分。原动机泛指利用能源产生原
动力的一切机械。是现代生产、生活领域中所需动力的主要来源。
原动机又称动力机,是机械设备中的重要驱动部分。原动机泛指利用能源产生原动力的一切机械,按利用的能源分,有热力发动机、水力发动机、风力发动机和电动机等;是现代生产、生活领域中所需动力的主要来源。原动机可以提供
机组的
有功功率和各种损耗,包括机械
损耗、电磁损耗等等。
机械系统通常由原动机、
传动装置、
工作机和控制操纵部件及其它辅助零部件组成。工作机是机械系统中的执行部分,原动机是机械系统中的驱动部分,传动装置则是把原动机和工作机有机联系起来,实现能量传递和运动形式转换不可缺少的部分。
机械传动系统的作用就是将原动机的运动和动力传递到执行构件,故原动机类型和执行构件的运动形式、运动参数及运动方位等都决定着
传动系统的方案。执行构件和原动机的运动设计和选择,就是根据拟定的工作原理和工艺动作过程,确定执行构件的数目、运动形式、运动参数及运动协调关系,并选择恰当的原动机的类型和运动参数与之匹配,从而为机械传动系统方案设计奠定基础。
原动机按能量转换性质的不同分为第一类原动机和第二类原动机。第一类原动机包括蒸气机、柴油机、
汽油机、
水轮机和
燃气轮机;第二类原动机包括
电动机、液动机(液压
马达)和
气动机(
气动马达)。按利用的能源分,原动机又分为
热力发动机、水力发动机、风力发动机和
电动机等。其中电动机作为机械系统中最常用的原动机,与其他原动机相比,其种类和型号较多,与机械连接方便,具有良好的调速、启动、制动和反向控制性能,具有较高的驱动效率,工作时无环境污染,容易实现远距离、自动化控制,并可满足大多数机械的工作要求。
热力发动机是将常规燃烧或核燃料反应产生的热能、地热能和太阳能等转换为机械功的动力机械,有时也称热力机械,简称热机。它是人类所利用的主要动力机械。常用的热力发动机有内燃机(包括
汽油机、柴油机和
煤气机等)、
燃气轮机和
蒸汽动力装置等。它们都依靠中间的
工质(如
水蒸汽、空气或燃烧气体等)完成热功转换。热力发动机由高温热源对工质供给热量。以蒸汽动力装置为例:水在
锅炉中吸收由燃料燃烧后产生的高温热量而成为高温高压的蒸汽,蒸汽在
汽轮机中膨胀,推动汽轮机转子转动对外做功,然后进入
凝汽器,而将剩余热量排给冷却水。热力发动机广泛应用于工业、农业、交通运输、发电和国防等部门。
风力发电机是将
风能转换为
机械功,机械功带动转子旋转,最终输出交流电的电力设备。风力发电机一般有风轮、发电机(包括装置)、调向器(尾翼)、塔架、限速安全机构和储能装置等构件组成。风力发电机的工作原理比较简单,风轮在风力的作用下旋转,它把风的动能转变为风轮轴的机械能,发电机在风轮轴的带动下旋转发电。广义地说,风能也是太阳能,所以也可以说风力发电机,是一种以太阳为热源,以大气为
工作介质的热能利用发电机。
电动机(Motor)是把
电能转换成
机械能的一种设备。它是利用通电
线圈(也就是
定子绕组)产生旋转磁场并作用于转子(如鼠笼式闭合铝框)形成磁电动力旋转
扭矩。电动机按使用电源不同分为
直流电动机和
交流电动机,电力系统中的电动机大部分是
交流电机,可以是
同步电机或者是
异步电机(电机定子磁场转速与转子旋转转速不保持同步速)。电动机主要由定子与转子组成,通电导线在磁场中受力运动的方向跟电流方向和磁感线(磁场方向)方向有关。电动机工作原理是磁场对电流受力的作用,使电动机转动。
1831年8月29日,英国科学家
法拉第获得了成功,使机械力转变为电力。他的实验装置与
科拉顿的实验装置并没有什么两样,只不过是他把
电流表放在自己身边,在磁铁插入线圈的一瞬间,指针明显地发生了偏转。他成功了。手使磁铁运动的机械力终于转变成了使
电荷移动的电力。
法拉第迈出了最艰难的一步,他不断研究,两个月后,试制了能产生稳恒电流的第一台真正的发电机。标志着人类从蒸汽时代进入了
电气时代。