电气工程与电子技术学报

电机和变压器

电机是对电动机和发电机的研究。电机是电动机或发电机的同义词，都是机电能量转换器：将电能转换为机械能（即电动机）或将机械能转换为电能（即发电机）。机械动力涉及的运动可以是旋转的或线性的。电机和变压器涵盖交流电机和直流电机、交流发电机和直流发电机、电力和配电变压器、升压和降压变压器等主题。尽管变压器不包含任何运动部件，但它们也属于电机家族，因为它们利用电磁现象。电机（即电动机）消耗的电力约占总发电量的 60%。电机（即发电机）几乎产生所有消耗的电力。电机已经变得如此普遍，以至于它们作为整个电力基础设施不可或缺的组成部分实际上被忽视了。开发更高效的电机技术并影响其使用对于任何全球保护、绿色能源或替代能源战略都至关重要。变压器是一种通过电磁感应在两个或多个电路之间传输电能的电气装置。电磁感应在暴露于时变磁场的导体上产生电动势。通常，变压器用于在电力应用中升高或降低交流电压。变压器初级绕组中变化的电流在变压器铁芯中产生变化的磁通量，并在变压器次级绕组上产生变化的磁场。由于电磁感应，次级绕组处的这种变化的磁场在次级绕组中感应出变化的电动势（EMF）或电压。通过法拉第定律与高磁导率磁芯特性相结合，变压器可以被设计为有效地将电力网络内的交流电压从一个电压电平改变为另一个电压电平。