世界上功率消耗量的近一半是由电机消耗，因此在解决世界能源问题上，电机的高效率化被称为是最有效的措施。

PART 01
电机种类

一般情况下指将磁场内电流流通产生的力转变为旋转动作，在广义范围内还包括直线动作。

按电机驱动的电源种类，可分为DC电机和AC电机。而 根据电机旋转原理，大致可分为以下几种。（特殊电机除外）

关于电流、磁场和力

首先，为了便于后续电机原理说明，我们来回顾一下有关电流、磁场和力的基本定律/法则。虽然有一种怀旧的感觉，但如果平时不常使用磁性元器件，就很容易忘记这些知识。

我们结合图片和公式来说明。

当导线框为矩形时，要考虑到作用在电流上的力。

作用于边a、c部分的力F为

产生以中心轴为心轴的转矩。

例如，当考虑到旋转角度仅为θ的状态时，与b和d成直角作用的力为sinθ，因此a部分的转矩Ta由以下公式表示:

以相同的方式考虑c部分，则转矩加倍，并生成由以下公式计算出来的转矩：

由于矩形的面积为S＝h・l，因此将其代入上述公式可得出以下结果：

该公式不仅适用于矩形，也适用于圆形等其他常见形状。电机就是利用了该原理。

PART 02
电机如何旋转?

1) 电机旋转借助磁铁、磁力

在带旋转轴的yongjiu磁铁周围，①旋转磁铁（使产生旋转磁场），②则根据 N极与S极异极相吸、同级相斥原理，③带旋转轴的磁铁将旋转。

这就是电机旋转的基本原理。

导线中流过电流使其周围产生旋转磁场（磁力）从而磁铁旋转，实际上与此是一样的动作状态。

另外，将导线绕成线圈状，则磁力被合成，形成大的磁场通量（磁通量），产生N极和S极。

在线圈状导线中插入铁芯，磁力线变得容易通过，能产生更强的磁力。

2）实际旋转电机

在此，作为旋转电机的实际方法，介绍利用三相交流和线圈制造旋转磁场的方法。

（三相交流是间隔120°相位的交流信号）

上述①状态下的合成磁场对应下图①。

上述②状态下的合成磁场对应下图②。

上述③状态下的合成磁场对应下图③。

如上所述，缠绕铁芯的线圈分三相，间隔120°配置U相线圈、V相线圈、W相线圈，电压高的线圈产生N极，电压低的线圈产生S极。

各相位按正弦波变化，因此各线圈产生的极性（N极、S极）和其磁场（磁力）将发生变化。

此时，单看产生N极的线圈，按U相线圈→V相线圈→W相线圈→U相线圈依次变化，从而发生旋转。

PART 03
小型电机的结构

下图中给出了步进电机、有刷直流（DC）电机、无刷直流（DC）电机这三种电机的大概构造和对比。这些电机的基本组成部件主要为线圈、磁铁和转子，另外由于种类不同，又分线圈固定型和磁铁固定型。

以下为与示例图相关的结构说明。由于更细致地划分的话，还可能存在其他结构，因此请理解本文中介绍的是大框架下的结构。

这里的步进电机的线圈在外侧固定，磁铁在内侧旋转。

这里的有刷直流电机的磁铁在外侧固定，线圈在内侧旋转。由电刷和换向器（commutator）负责向线圈供电和改变电流方向。

这里的无刷电机的线圈在外侧固定，磁铁在内侧旋转。

由于马达电机种类不同，即使基本组成部件相同其结构也有不同。具体将在各部分进行详细说明。