電源設計技術資訊網站
電源設計技術資訊網站
2022.02.16 馬達
・馬達的發電作用與旋轉動作一樣，遵循電流、磁場和力的定律（法則）。
・馬達通過電磁感應將機械能（運動）轉換為電能。
上一篇文章介紹了馬達的旋轉原理。本文將介紹馬達的發電原理。
如上一篇文章所述，馬達是將電能轉換為動力的裝置，可以透過利用磁場和電流相互作用所產生的力來實現旋轉運動。其實，反之，馬達也能夠透過電磁感應將機械能（運動）轉換為電能。換個角度說，馬達具有發電作用。提到發電，您可能就會想到發電機（也稱為“Dynamo”、“Alternator”、“Generator”、“直/交流發電機”等），但是其原理與馬達相同，並且基本結構相似。簡而言之，馬達可以透過將電流流經引腳而獲得旋轉運動，相反，當馬達的軸旋轉時，在引腳之間會有電流流過。
如前所述，馬達的發電依賴於電磁感應。以下是相關定律（法則）和發電作用的圖示。
左圖顯示電流按照弗萊明右手定則流動。透過導線在磁通中的運動，在導線中產生電動勢並且有電流流動。
中間的圖和右圖表示按照法拉第定律和冷次定律，當磁鐵（磁通）靠近或遠離線圈時，電流沿不同的方向流動。
我們將在此基礎上來解釋發電原理。
假設面積為S（＝l×h）的線圈在均勻磁場中以ω的角速度旋轉。
此時，假設線圈表面的平行方向（中間圖中的黃線）和相對於磁通密度方向的垂直線（黑色虛線）形成角度為θ（=ωt），則穿透線圈的磁通量Φ由下式表示：
另外，透過電磁感應在線圈中產生的感應電動勢E如下：
![E=-dϕ/dt=B×S×ω×sinθ [V]](/upload/2018/02/180227_04.png)
當線圈表面的平行方向垂直於磁通方向時，電動勢變為零，而水準時電動勢的絕對值最大。
這樣，馬達就具備了發電作用。我在這裡說明的是馬達具有旋轉動作和發電作用，並不意味著要將馬達用於發電。如果要發電，通常使用專為發電進行了最佳化的發馬達。
