机电能量转换原理

机电能量转换装置是将电能转换为机械能，或将机械能转换为电能的装置。机电能量转换通过磁场或电场进行，但大多数实际转换器使用磁场作为电气系统和机械系统之间的耦合介质，这是因为磁场的储能能力远高于电场。机电能量转换器要么是宏观运动装置，例如麦克风、扬声器、电磁继电器和某些电气测量仪器等。

直流电机、感应电机和同步电机被广泛用于机电能量转换。当转换从电能到机械能的形式进行时，该装置被称为电机，当机械能转换为电能时，该装置被称为发电机。在这些机器中，从电能到机械能或从机械能到电能的转换，源于以下两种电磁现象

1. 当导体可以在磁场中移动时，导体中会感应出电压。
2. 当载流导体置于磁场中时，导体会受到机械力。

在监控动作中，电流流过置于磁场中的导体。每个导体上都会产生一个力。导体放置在可以自由移动的转子上。转子上产生的电磁转矩被传递到转子的轴上，可以用于驱动机械负载。由于导体在磁场中旋转，因此每个导体中都会感应出电压。在发电动作中，转子由原动机驱动。转子导体中会感应出电压。如果将电气负载连接到由这些导体形成的绕组，则电流将流动，从而向负载提供电能。此外，流过导体的电流将与磁场相互作用，从而产生一个反作用转矩，该转矩将倾向于抵消原动机产生的转矩。

能量守恒

根据能量守恒定律，能量既不能被创造也不能被摧毁，它只能从一种状态转变为另一种状态。

在能量转换装置中，总输入能量等于以下三个分量的总和

因此，对于一个机电转换装置，能量平衡方程可以写成

上述方程适用于电机动作。对于发电动作，能量平衡方程写成