为什么汽车起动机电动机吸收这么多电流？

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据我了解，大多数汽车起动机的功率额定在0.5kw至1.5kw之间。这不是说它们应该消耗40-120安培的电流吗？（500瓦特/ 12伏特等。）？然而，当他们开始时，他们会在运行的瞬间获得百安培的电流。为什么会这样呢？在此期间，电动机是否“超频”？

car power starter

— 安德烈·格里戈尔（Andrei Grigore）
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术语“超频”对于直流电动机没有任何意义。“时钟”是指具有固定频率的交流信号。

— 德米特里·格里戈里耶夫

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我知道...这就是为什么我使用引号。我只是想不出一个更好的词（我不是英语母语者），所以我想到了一个与计算机CPU类似的词。

— 安德烈·格里戈里

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想到超速这个词，但我不太确定自己。

— 德米特里·格里戈里耶夫

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经过一番评论后，我现在理解您的问题是：“为什么电动机的启动电流明显高于额定（持续）值？”。我可以告诉您，对每台电动机都是如此（据我所知）。用这样的措辞，这个问题在electronics.stackexchange.com上可能更合适。

— Quentin

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我投票结束这个问题是离题的，因为它在电子产品.stackexchange.com上更合适，因为它通常是关于电动机的当前消耗。

— Leliel

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要转动旋转的组件-曲柄，活塞（或转子）等，需要大量的动力。作为参考，请尝试通过曲柄上的保险杠将发动机翻转过来。这并不是一件容易的事（尽管其中有些是由于压缩）。

旋转组件中的所有零件（曲轴，连杆，活塞，气门，凸轮轴，正时链条）加起来非常重的金属，必须由相当小的电动机（启动器）移动才能启动汽车。不仅如此，它们还必须快速移动以使燃烧周期接管。这需要很大的力量。

您可以使用欧姆定律（V = I * R）和幂的定义（P = I ^ 2 * R）从数字倒退。此处的重要因素是抵抗，在这种情况下这是巨大的。

因此，简短的答案是：金属零件很重，需要大量能量才能移动。这就是诸如轻质合金和复合材料之类的东西在高效设计中如此重要的原因之一：通过减少活动部件的重量，我们减少了移动它们所需的能量。所有这些盈余都将用于输出，从而使您的汽车/自行车/喷气背包/宇宙飞船更快。

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请参阅注释以获取更多信息。

— 3戴夫
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您的帖子的电子部分有误。“机械电阻”与电气电阻非常不同。起动马达的电阻肯定比您声称的要低。此外，电动机不遵循欧姆定律（即使遵循欧姆定律，您也需要低电阻才能产生大电流）。电动机中的电阻是纯损耗（热量），因此制造商试图将其最小化。

— Quentin

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这个答案有点遗漏了IMO的问题。如果需要大功率才能起动汽车，则起动器需要很多瓦数，而不是额外的安培数。

— 德米特里·格里戈里耶夫

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@DmitryGrigoryev具有（大约）恒定电压源（汽车电池），更多的功率等于更多的电流（P = u * i）。因此需要大量机械动力=>需要大量电力=>需要大量电流（如果使用了低压直流电源，例如汽车电池）。

— Quentin

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这不应该被接受，因为它不能解释OP明确要求的初始浪涌电流。没有提及电动机在运动中产生的反电动势，并且因此没有阻碍电动机开始运动时的高正向电流的事实。en.wikipedia.org/wiki/Counter-electromotive_force

— uɐɪ

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实际上，@ DmitryGrigoryev仅针对瞬时值进行定义。我开始更好地理解了最初的问题，我现在将其理解为“为什么电动机的启动/峰值电流显着高于额定（持续）值？”。用这样的措辞，这个问题在electronics.stackexchange.com上可能更合适。

— Quentin

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与稳态相比，所有电动机在启动时消耗的电流更多。例如，检查一下冰箱上的标签（或查看此标签）：标签上的最大电流比从功率电压比获得的值高2-3倍。

其背后的原因在于电动机的特性。近似地，这样的电动机具有与电流成比例的转矩和与电压成比例的速度。当电动机启动时，你需要更多的扭矩得到它运行比，就需要在稳定状态下保持它运行。因此，您需要更多电流。

顺便说一下，许多汽车的启动器功率都更高（例如，陆地巡洋舰的功率为2.5千瓦）。稳定状态下超过200A。将其乘以2或3可获得启动电流，您将获得电池必须能够提供的约500 A电流。

— 德米特里·格里戈里耶夫（Dmitry Grigoryev）
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我了解@AndreiGrigore。我只是加上了最后一段，以防有人想知道那些600A大电池是干什么用的。

— 德米特里·格里戈里耶夫

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您混淆了因果关系。电动机不会吸收大电流，因为它“需要”产生高转矩。相反，固定电动机只是低电阻导线的线圈。由于欧姆定律，它会吸收大电流，并且大电流会引起强磁场，进而产生高扭矩。

— David Richerby

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@DavidRicherby然后，您在欧姆定律中混淆了因果关系。线圈不“汲取”电流，它只是无法抵抗电压迫使其流过的电流。

— 德米特里·格里戈里耶夫

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@DmitryGrigoryev这就是“绘制当前”的意思。当然，电线不会以某种方式从电池中吸取电流：它提供了一条低电阻路径。无论如何，您似乎是在回应我的评论，而不是其实际内容。

— David Richerby

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@DavidRicherby嗯，电动机也不需要“产生”扭矩，它只是通过施加在其上的电压而被迫达到一定的转速，并且在存在摩擦和惯性的情况下提高转速的唯一方法是产生足够的扭矩。可能是因为我未能掌握实际内容，所以我正在回应您的评论。

— 德米特里·格里戈里耶夫

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电动机的一个特点是，它们在静止时会产生最高的扭矩，与此相伴的是，汽车的初始电流非常高，为400至600A，而商用起动机电动机可能会超过1000A。

一旦它们开始旋转，当前的需求就会下降-请记住，小齿轮/飞轮的比率为10：1或更高，因此，当发动机以500rpm的转速旋转时，起动机的转速为5000 ...

— 太阳迈克
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考虑以下的直流电动机模型

Va = 12伏特
Ra =绕组，电缆，电池等的欧姆电阻。
La =电感（一阶近似为零）
Ia =电机电流
Vc =感应到电动机的所有电磁电压（与转速wa成正比）

电动机的额定功率通常定义为速度和转矩的某种组合下的可用输出功率（≈Vc* ia）。在正常的连续操作下，输入功率（= Va * ia）将比输出功率高一点。

但是启动不是“正常的连续运行”。

作为第一近似，我们可以将电感视为零。直流电动机汲取的电流则取决于三个因素，电源电压Va，绕组Ra的电阻以及反电动势Vc，而反电动势又取决于电动机的转速。输送到反电动势（= Vc * ia）的功率主要输送给负载，而输送到绕组电阻（= ia ia Ra）的功率则由于绕组中的热量而浪费。

由于电动机和负载之间的相互关系，初始转速为零，因此最初电动机中的电流仅受绕组电阻的限制，电动机吸收的电流比正常情况大得多，并且浪费了进入电动机的所有功率作为热量。

随着负载和电动机达到速度Vc逐渐增加，因此V_Ra减小，因此Ia（=（Va-Vc）/ Ra）也减小，并且电动机过渡到正常的连续运行。如果工程师正确完成工作，则电动机在过热之前应达到安全的运行速度。

对于汽车，希望引擎随后启动，并且起动马达断开。

— 彼得·格林
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典型的启动电动机是感应电动机，它在启动时会产生高扭矩。它具有定子线圈和转子线圈。定子线圈由固定在电机壳体内部的多匝铜线组成。转子线圈由固定在转子轴上的多匝铜线组成。当启动器打开时，12伏（V）的汽车电池将电流发送到启动器电动机。此时，电动机的电阻（R）只是构成定子和转子线圈的铜线的电阻，因此很低（小于0.05欧姆）。因此，初始启动电流（I）很高（大于240安培；根据欧姆定律I = V / R = 12 / 0.05）。这是峰值启动电流，仅会持续一秒钟。随着起动马达转子开始旋转，定子和转子线圈的电场将相互作用以产生“反电动势”，该反电动势是一个内部电压，与来自电池的输入电压相反。起动电动机的运动将与翻转发动机直至起动所需的机械力相反。起动马达与需要转动的发动机相匹配，因此只需要转动发动机几秒钟即可。在这几秒钟内，起动电动机所需的电流将降至上述峰值电流的一半左右。起动马达与需要转动的发动机相匹配，因此只需要转动发动机几秒钟即可。在这几秒钟内，起动电动机所需的电流将降至上述峰值电流的一半左右。起动马达与需要转动的发动机相匹配，因此只需要转动发动机几秒钟即可。在这几秒钟内，起动电动机所需的电流将降至上述峰值电流的一半左右。

— 保罗·索林
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好答案，保罗。欢迎来到汽车保养与维修。这被称为几件事：涌入电流，启动电流，转子堵转电流...这就是从启动器到电池直接有一根粗电线直接的原因。

— Bevan

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在启动过程中，启动器电动机消耗的功率太多，以至于电压有些崩溃（由电池的内阻引起）。这样，启动器的标称功率P = UI对应于一个电流I，该电流I高于您用U = 12V计算得出的电流（例如，如果将电压降低到6V，则电流是相同值的两倍大）功率）。另外，请注意，与电压损失和相同电流对应的功率会在电池中产生热量...

— 哈根·冯·埃岑
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好的电池在起动过程中损失的电压不应超过其额定电压的25％。电池电压降至6V可能不足以启动发动机。

— 德米特里·格里戈里耶夫

同样，启动器中没有任何东西可以将其限制在标称功率范围内。如果您使发动机失速（带有离合器和制动器）并打开起动器，则它将尝试提供其标称功率的两倍或三倍，当然这不会持续很长时间。

— 德米特里·格里戈里耶夫