第2章直流电机

1、直流电机的基本工作原理及结构直流电机的基本工作原理及结构2.1直流电机的磁场直流电机的磁场2.2直流电机的感应电动势、电磁转矩和功率直流电机的感应电动势、电磁转矩和功率2.3直流电动机的工作特性与机械特性直流电动机的工作特性与机械特性2.4直流电动机的起动、调速、反转与制动直流电动机的起动、调速、反转与制动2.5直流电动机的换向直流电动机的换向2.62.1.1 2.1.1 直流电机的基本工作直流电机的基本工作2.1.2 2.1.2 直流电机的主要结构直流电机的主要结构2.1.3 2.1.3 直流电机的铭牌数据和主直流电机的铭牌数据和主 要系列要系列1 1、直流发电机的工作原理、直流发电机的工作

2、原理 直流发电机的工作原理就是把电枢线圈中感直流发电机的工作原理就是把电枢线圈中感应的交变电动势，靠换向器配合电刷的换向应的交变电动势，靠换向器配合电刷的换向作用，使之从电刷端引出时变为直流电动势作用，使之从电刷端引出时变为直流电动势的原理。的原理。感应电动势的方向按右手定则确定（磁感线感应电动势的方向按右手定则确定（磁感线指向手心，大拇指指向导体运动方向，其他指向手心，大拇指指向导体运动方向，其他四指的指向就是导体中感应电动势的方向。）四指的指向就是导体中感应电动势的方向。） 直流发电机原理模型 在图1.1所示瞬间，导体a b 、c d 的感应电动势方向分别由 b指向 a和由d 指向 c 。

3、这时电刷 A呈正极性,电刷B 呈负极性。 当线圈逆时针方向旋转180时，这时导体c d 位于N 极下，导体a b 位于S 极下，各导体中电动势都分别改变了方向。直流发电机原理模型 从图看出，和电刷 A接触的导体永远位于 N极下，同样，和电刷 B接触的导体永远位于S 极下。因此，电刷 A始终有正极性，电刷 B始终有负极性，所以电刷端能引出方向不变的但大小变化的脉振电动势。如果电枢上线圈数增多，并按照一定的规律把它们连接起来，可使脉振程度减小，就可获得直流电动势。实现了机械能到电能的转换。这就是直流发电机的工作原理。 2、直流电动机的工作原理 导体受力的方向用左手定则确定。这一对电磁力形成了作用于

4、电枢一个力矩，这个力矩在旋转电机里称为电磁转矩，转矩的方向是逆时针方向，企图使电枢逆时针方向转动。直流电动机的原理模型 当电枢转了180后，导体 cd转到 N极下，导体ab转到S极下时，由于直流电源供给的电流方向不变，仍从电刷 A流入，经导体cd 、ab 后，从电刷B流出。这时导体cd 受力方向变为从右向左，导体ab 受力方向是从左向右，产生的电磁转矩的方向仍为逆时针方向。 直流电动机原理模型 因此，电枢一经转动，由于换向器配合电刷对电流的换向作用，直流电流交替地由导体 ab和cd 流入，使线圈边只要处于N 极下，其中通过电流的方向总是由电刷A 流入的方向，而在S 极下时，总是从电刷 B流出的

5、方向。这就保证了每个极下线圈边中的电流始终是一个方向，从而形成一种方向不变的转矩，使电动机能连续地旋转。实现电能向机械能的转变。这就是直流电动机的工作原理。直流电机的工作原理仅仅揭示了如何利用直流电机的工作原理仅仅揭示了如何利用基本电磁规律以实现机电能量转换的道理，基本电磁规律以实现机电能量转换的道理，但是要将其付诸应用，直流电机必须具有但是要将其付诸应用，直流电机必须具有能满足电磁和机械两方面要求的合理的结能满足电磁和机械两方面要求的合理的结构型式。所以下面对直流电机的结构做一构型式。所以下面对直流电机的结构做一下介绍。下介绍。 小型直流电机的结构 1、定子部分 直流电机定子部分主要由主磁极

6、、换向极、机座和电刷装置等组成。 直流电机的主磁极 1主极铁心；2励磁绕组；3机座；4电枢二、转子部分 直流电机转子部分主要由电枢铁心和电枢绕组、换向器、转轴和风扇等组成。 直流电机的电枢1转轴；2轴承；3换向器；4电枢铁心；5电枢绕组；6风扇；7轴承 1 1、铭牌、铭牌铭牌钉在电机机座的外表面，其上标明电铭牌钉在电机机座的外表面，其上标明电机主要额定数据及电机产品数据，供使用机主要额定数据及电机产品数据，供使用者使用时参考。铭牌数据主要包括：电机者使用时参考。铭牌数据主要包括：电机型号、电机额定功率、额定电压、额定电型号、电机额定功率、额定电压、额定电流、额定转速、额定励磁电流、励磁方式流、

7、额定转速、额定励磁电流、励磁方式等，此外还有电机的出厂数据，如出厂编等，此外还有电机的出厂数据，如出厂编号、出厂日期等。号、出厂日期等。电机的产品型号表示电机的结构和使用特点，国电机的产品型号表示电机的结构和使用特点，国产电机的型号一般采用大写的汉语拼音字母和阿产电机的型号一般采用大写的汉语拼音字母和阿拉伯数字表示，其格式为：第一部分用大写的汉拉伯数字表示，其格式为：第一部分用大写的汉语拼音表示产品代号，第二部分用阿拉伯数字表语拼音表示产品代号，第二部分用阿拉伯数字表示设计序号，第三部分用阿拉伯数字表示机座代示设计序号，第三部分用阿拉伯数字表示机座代号，第四部分用阿拉伯数字表示电枢铁芯长度代号

8、，第四部分用阿拉伯数字表示电枢铁芯长度代号。下面以号。下面以Z2-92Z2-92为例说明如下。为例说明如下。 Z Z系列：一般用途直流电动机（如系列：一般用途直流电动机（如Z2Z2，Z3Z3，Z4Z4等系列）。等系列）。ZJZJ系列：精密机床用直流电动机。系列：精密机床用直流电动机。ZTZT系列：广调速直流电动机。系列：广调速直流电动机。ZQZQ系列：直流牵引电动机。系列：直流牵引电动机。ZHZH系列：船用直流电动机。系列：船用直流电动机。ZAZA系列：防爆安全性直流电动机。系列：防爆安全性直流电动机。ZKJZKJ系列：挖掘机用直流电动机。系列：挖掘机用直流电动机。ZZJZZJ系列：冶金起重机

9、用直流电动机。系列：冶金起重机用直流电动机。直流电机在发电状态下运行，除需要原动机拖动直流电机在发电状态下运行，除需要原动机拖动外，还需要供给励磁绕组励磁电流。供给励磁绕外，还需要供给励磁绕组励磁电流。供给励磁绕组电流的方式称为励磁方式，直流电机的励磁方组电流的方式称为励磁方式，直流电机的励磁方式分为他励和自励两大类。以下是以直流电动机式分为他励和自励两大类。以下是以直流电动机为例说明直流电机的励磁方式有：为例说明直流电机的励磁方式有： 直流电机中除主极磁场外，当电枢绕组中有电流直流电机中除主极磁场外，当电枢绕组中有电流流过时，还将会产生电枢磁场。电枢磁场与主磁流过时，还将会产生电枢磁场。电枢

10、磁场与主磁场的合成形成了电机中的气隙磁场，它是直接影场的合成形成了电机中的气隙磁场，它是直接影响电枢电动势和电磁转矩大小的。要了解气隙磁响电枢电动势和电磁转矩大小的。要了解气隙磁场的情况，就要先分析清楚主磁场和电枢磁场的场的情况，就要先分析清楚主磁场和电枢磁场的特性特性. .定义：直流电机的空载是指电枢电流等于零或者定义：直流电机的空载是指电枢电流等于零或者很小，且可以不计其影响的一种运行状态，此时很小，且可以不计其影响的一种运行状态，此时电机无负载，即无功率输出。所以直流电机空载电机无负载，即无功率输出。所以直流电机空载时的气隙磁场可以看作就是主磁场，即由励磁磁时的气隙磁场可以看作就是主磁场

11、，即由励磁磁通势单独建立的磁场。通势单独建立的磁场。直流电机空载时的磁场分布示意图1 极靴；2极身；3元子磁轭；4励磁绕组；5气隙；6电枢齿；7电枢磁轭1、直流电机的磁路2、空载时气隙磁磁通密度的分布图形 如果不计铁磁材料中的磁压降，则在气隙中各处所消耗的磁通势均为励磁磁通势。 在极靴下，气隙小，气隙中沿电枢表面上各点磁密较大；在极靴范围外，气隙增加很多，磁密显著减小，至两极间的几何中性线处磁密为零。 直流电机空载磁场的磁密分布为一平顶波考虑到电机的运行性能和经济性，直流电机额定考虑到电机的运行性能和经济性，直流电机额定运行的磁通额定值的大小取在磁化曲线开始弯曲运行的磁通额定值的大小取在磁化曲

12、线开始弯曲的地方图中的的地方图中的A点（称为膝部点（称为膝部)fNI0fF0fIINfIA0N0n 电机的磁化曲线负载时的气隙磁场将由励磁磁通势和电枢负载时的气隙磁场将由励磁磁通势和电枢磁通势共同作用所建立。定义磁通势共同作用所建立。定义: :电枢磁场对电枢磁场对主磁场的影响称为电枢反应。主磁场的影响称为电枢反应。1 1、电枢磁场、电枢磁场 假设励磁电流为零，只有电枢电流。由图假设励磁电流为零，只有电枢电流。由图可见电枢磁动势产生的气隙磁场在空间的可见电枢磁动势产生的气隙磁场在空间的分布情况，电枢磁动势为交轴磁动势。分布情况，电枢磁动势为交轴磁动势。2、电枢磁通势单独产生的气隙磁通密度波形为一

13、三角波（气隙是均匀）图1.20 四个元件所产生的电枢磁通势 如果气隙是均匀的，则在极靴范围内，磁密分布也是一条直线。但在两极极靴之间的空间内，因气隙长度大为增加，磁阻急剧增加，虽然此处磁通势较大，磁密却反而减小，因此磁密分布曲线是马鞍形 axFaxB电枢磁场对主磁场的影响称为电枢反应。电枢磁场对主磁场的影响称为电枢反应。电枢反应电枢反应与电刷位置有关。有关。（1 1）电刷在几何中心线上时的电枢反应特点（）电刷在几何中心线上时的电枢反应特点（电枢磁场与主磁场垂直，称交轴电枢反应）是使气交轴电枢反应）是使气隙磁场发生畸变和对主磁场起去磁作用。隙磁场发生畸变和对主磁场起去磁作用。（2 2）电刷不在几

14、何中心线上时的电枢反应特点）电刷不在几何中心线上时的电枢反应特点 （产生的电枢反应除了有交轴电枢反应外，还存在直轴电枢反应故分为交轴电枢反应和直轴电分为交轴电枢反应和直轴电枢反应）枢反应）直轴电枢反应磁场与主极轴线重合，若电枢反磁场与主磁场同向，则起增磁作用；若电枢反应磁场与主磁场相反，则起去磁作用。 为了保证电机的正常换向，就必须使直轴电枢反应不能起增磁作用，从而要求在电机运行时，最好是将电刷由几何中心线移到物理中心线上，即作电动机运行时，可逆转动方向移一个合适的角度，作发电机运行时，则要顺时针移动一个合适角度。 根据电磁定律可知，无论是直流发电机还是直流电动机，当其运行时，电枢绕组切割了磁

15、场，就要产生感应电势，由于电枢绕组中又有电流通过（带负载），其与磁场的作用就会产生电磁转矩。1、直流电机的感应电动势直流电机的感应电动势直流电机无论作电动机运行还是作发电机运行，电枢绕组直流电机无论作电动机运行还是作发电机运行，电枢绕组内都感应产生电动势内都感应产生电动势, ,这个感应电动势是指一条支路的电这个感应电动势是指一条支路的电动势。动势。要计算支路电动势，可先求出每个元件电动势的平均值，要计算支路电动势，可先求出每个元件电动势的平均值，然后乘上每条支路串联元件数，就可得出支路电动势。然后乘上每条支路串联元件数，就可得出支路电动势。nCnapNeaNEea602 根据电磁力定律，当电枢

16、绕组中有电枢电根据电磁力定律，当电枢绕组中有电枢电流流过时，在磁场内将受到电磁力的作用，该力流流过时，在磁场内将受到电磁力的作用，该力与电机电枢铁心半径之积为电磁转矩。与电机电枢铁心半径之积为电磁转矩。2emaTapNT IC Ia 式中CT 为转矩常数，仅与电机结构有关。从Ce与 CT 的表达式可以看出CT =9.55Ce。 由 Tem=CTIa 可看出，制造好的直流电机其 电磁转矩仅与电枢电流和气隙磁通成正比。 额定功率额定功率PN:指在额定条件下电机所供给的功率。指在额定条件下电机所供给的功率。对直对直流发电机而言，是指发电机带额定负载时，电刷端输出流发电机而言，是指发电机带额定负载时，

17、电刷端输出的功率的功率 ，即：，即：NNNIUP 对直流电动机的额定功率为输出机械功率，其值为输入 电功率乘以效率。NNNIUP 直流电机特性，主要指直流电机工作时的电流、直流电机特性，主要指直流电机工作时的电流、转矩、效率、转速与负载的关系统特性。对直注转矩、效率、转速与负载的关系统特性。对直注电动机来说，有工作特性与机械特两类。电动机来说，有工作特性与机械特两类。本节从功率平衡出发，重点分析直流电机的电压、本节从功率平衡出发，重点分析直流电机的电压、功率、转矩的平衡关系，运行特性，机械特性。功率、转矩的平衡关系，运行特性，机械特性。图2-16 电动机惯例电动机的基本方程如下：U=Ea+Ra

18、IaTem=T2+T0 图2-15 直流电动机功率流程图 1emCua2mecCuaFead2 PPPPPPPPPP 2121PPPPP nPnPPTemememem9550602nPT229550nPT009550 直流电机的工作特性是指在直流电机外加电压额定时，励磁不变： 电枢电阻不变时的电动机的转速n、电磁转矩T、效率与输出功率P2之间的关系 。02Pn0nT0TTn2Tm 直流电动机的机械特性是指在电动机的电枢电压、直流电动机的机械特性是指在电动机的电枢电压、励磁电流、电枢回路电阻为恒值的条件下，即电动机励磁电流、电枢回路电阻为恒值的条件下，即电动机处于稳态运行时，电动机的转速处于稳态

19、运行时，电动机的转速n n与电磁转矩与电磁转矩T Temem之间之间的关系：的关系： n n= =f f（T Temem）。）。aeeICRCUnaTICTemTemCCRCUnTee2 为了满足生产机械加工的要求,还需要人为地改变电动机的参数,从而获得新的机械特性,称此为人为机械特性,从机械特性方程中可知,人为改变的参数有电枢电压、电枢回路电阻、磁通，而可得到三种人为机械特性 电枢回路电阻电枢回路电阻降压降压弱磁弱磁2.5.1 直流电动机的起动直流电动机的起动2.5.2 直流电动机的调速直流电动机的调速2.5.3 直流电动机的反转直流电动机的反转2.5.4 直流电动机的反转直流电动机的反转起

20、动对电流和转矩的要求 电枢起动电流应限制到允许值之内 具有足够大的起动转矩 起动设备简单、可靠起动的方法 电枢串电阻起动 降压起动1r2r3rK1K2K3aR1R2R3RMNUaI起动过程分析：起动过程分析：切除第一级电阻切除第一级电阻r1r1，电枢电，电枢电流增大，电磁转矩增大，流增大，电磁转矩增大，进入第二级起动点进入第二级起动点B B，转速，转速沿沿BCBC继续上升，重复上述继续上升，重复上述过程，到过程，到C C点后完成第二组点后完成第二组起动。起动。 切除第二级电阻切除第二级电阻r2r2，进入第，进入第三级起动三级起动 点点D D，转速上升，转速上升到到E E点后点后, ,完成第三级

21、起动。完成第三级起动。切除第三级电阻切除第三级电阻r3 r3 ，进入，进入固有曲线固有曲线F F点，最后转速沿点，最后转速沿固有曲线上升到稳定运行固有曲线上升到稳定运行点点G G。启动时，以较低的启动时，以较低的电源电压启动，启电源电压启动，启动电流便随电压的动电流便随电压的降低而正比减小。降低而正比减小。随着电动机的转速随着电动机的转速上升，再逐渐提高上升，再逐渐提高电源电压，使启动电源电压，使启动电流和启动转矩保电流和启动转矩保持在一定的数值上，持在一定的数值上，从而保证电动机按从而保证电动机按需要的加速度升速。需要的加速度升速。aSRUI1aTSTSRUCICT1NaSIRUI5 . 2

22、5 . 11NaTSTSTRUCICT5 . 25 . 11所谓调速，是指用人为的方式，改变电动机的参数，使所谓调速，是指用人为的方式，改变电动机的参数，使其转速改变，达到预定的转速运行。其转速改变，达到预定的转速运行。直流电动机的直流电动机的3种调速方法：电枢回路串电阻调速、降低种调速方法：电枢回路串电阻调速、降低电源电压调速和减弱磁通调速。下面就这电源电压调速和减弱磁通调速。下面就这3重调速方法做重调速方法做一下介绍：一下介绍：串电枢电阻调速特点（1） 属于恒转矩调速性质（2）由于串入电枢电阻，其转速就降低，固在调速范围内不会超过额定转速，一般称在基速以下调速。（3）理想空载转速不变，斜率

23、随电阻的增在而增大，特性越软，稳定性越差。改变电枢电压调速的特点：（1）属于恒转矩调速性质（2）由于电枢端压不允许超过其额定值，其转速就降低，固在调速范围内不会超过额定转速，一般称在基速以下调速。（3）随电压的降低而减小，不变，增大，但机械特性的硬度不变。（4）若恒转矩负载，调速前后的电流、转矩不变，随输入电压降低，输入功率减小，转速下降，输出功率减小，其损耗基本不变，所以调压调速的效率是较高的。弱磁调速的特点：（1）弱磁调速属于恒功率调速性质。（2）由于弱磁升速的原因，调磁范围又只能在额定磁通以下调节，所以其转速超过额定转速，或说在基速以上调速。（3） 若负载转矩恒定，由于电动机输入电压不变

24、，弱磁后，电流增大，输入功率增加，但转速升高，则输出功率也增大了，所以电机运行效率较高。改变直流电动机的转向，通常采用改变电枢电流改变直流电动机的转向，通常采用改变电枢电流方向的方法，具体就是改变电枢两端的电压极性，方向的方法，具体就是改变电枢两端的电压极性，或者说把电枢绕组两端换接，而很少采用改变励或者说把电枢绕组两端换接，而很少采用改变励磁电流方向的方法。因为励磁绕组匝数较多，电磁电流方向的方法。因为励磁绕组匝数较多，电感较大，切换励磁绕组时会产生较大的自感电压感较大，切换励磁绕组时会产生较大的自感电压而危及励磁绕组的绝缘。而危及励磁绕组的绝缘。生产机械的制动，可以通机械和电气两种基本方式

25、来实现，通常这两种方法配合使用。以下重点分析直流电动机的电气制动方法、特性及使用特点。 电气制动是指电机运行时，当电磁转矩与转矩的方向相反时的工作状态。 根据运行电路和能量传递的不同特点，可分为能耗制动、反接制动和回馈制动三种方式。能耗制动的条件：将直流电动机的电枢绕组从直流电源断开，即；将直流电动机的电枢绕组从直流电源断开，即；保持额定励不变；将制动电阻与电枢绕组串保持额定励不变；将制动电阻与电枢绕组串联成回路。联成回路。能耗制动特点： 能量传递关系能量传递关系 系统将本身贮存的动能发电，系统将本身贮存的动能发电，转换成电能，消耗在电枢回路的电阻上。转换成电能，消耗在电枢回路的电阻上。2、反

26、接制动 直流电动机反接制分为两种，一种是电源反接直流电动机反接制分为两种，一种是电源反接制动，另一种是倒拉反接制动制动，另一种是倒拉反接制动 电源反接制动的条件电源反接制动的条件 将电枢电源的极性接反，同时电枢中将电枢电源的极性接反，同时电枢中串入制动电阻，磁场方向不变串入制动电阻，磁场方向不变 电源反接的基本特点电源反接的基本特点 ： 将直流电动机的工作特性方程及将直流电动机的工作特性方程及机械特性方程中的电压取反即可。在电源反接过程中，机械特性方程中的电压取反即可。在电源反接过程中，电机将系统动能发电，电源同时也在向电机输入电能，电机将系统动能发电，电源同时也在向电机输入电能，这些能量大都

27、消耗在电枢回路电阻中。由于加有反向电这些能量大都消耗在电枢回路电阻中。由于加有反向电源电压，在制动速度为零时，就标志着制动阶段结束，源电压，在制动速度为零时，就标志着制动阶段结束，若不及时切除电源或进行机械抱闸，电机将要进入反向若不及时切除电源或进行机械抱闸，电机将要进入反向电动运行。电动运行。（2）倒接反接制动 倒拉反接制动的条件：电动机带有的负载为位能性的，倒拉反接制动的条件：电动机带有的负载为位能性的，电枢回路串有较大的附加电阻。倒拉反接制动大都应用电枢回路串有较大的附加电阻。倒拉反接制动大都应用在吊车等提升拖动系统中。在吊车等提升拖动系统中。由于电源电压、电枢电势、电枢电流的方向相同，

28、所以电源由于电源电压、电枢电势、电枢电流的方向相同，所以电源在向电机供电，电机也在利用机械能发电，能量大都消在向电机供电，电机也在利用机械能发电，能量大都消耗在电枢回路的电阻上。耗在电枢回路的电阻上。串入的反接电阻越大，则倒拉反接速度越大。其原因是由于串入的反接电阻越大，则倒拉反接速度越大。其原因是由于电阻消耗的能量增大了（负载为恒转矩负载），而电源电阻消耗的能量增大了（负载为恒转矩负载），而电源提供的能量不变（输入的电压、电流不变），电机发出提供的能量不变（输入的电压、电流不变），电机发出的电能就增大，所以倒拉转速增大。的电能就增大，所以倒拉转速增大。（3）回馈制动 回馈制动的条件：回馈制动

29、的条件：电机的转速超过了理想空载速度。电机的转速超过了理想空载速度。特点：特点：在回馈制动过程中，电机将机械能转变成电能并馈送回电网。在回馈制动过程中，电机将机械能转变成电能并馈送回电网。故称回馈制故称回馈制 。2.6.1 换换 向向 概概 述述定义：定义： 直流电机在工作时，绕组元件连续不断地从一条直流电机在工作时，绕组元件连续不断地从一条支路退出而进入相邻的支路，在元件从一条支路转入另支路退出而进入相邻的支路，在元件从一条支路转入另一条支路这个过程中，元件中的电流就要改变方向，这一条支路这个过程中，元件中的电流就要改变方向，这就是所谓直流电机的换向问题。就是所谓直流电机的换向问题。研究意义

30、：研究意义： 换向问题是换向器电机的一个专门问题，如果换换向问题是换向器电机的一个专门问题，如果换向不良，将会在电刷与换向片之间产生有害的火花。当向不良，将会在电刷与换向片之间产生有害的火花。当火花超过一定程度，就会烧坏电刷和换向器表面，使电火花超过一定程度，就会烧坏电刷和换向器表面，使电机不能正常工作。此外，电刷下的火花也是一个电磁波机不能正常工作。此外，电刷下的火花也是一个电磁波的来源，对附近无线电通讯有干扰。国家对电机换向时的来源，对附近无线电通讯有干扰。国家对电机换向时产生的火花等级及相应的允许运行状态有一定的规定。产生的火花等级及相应的允许运行状态有一定的规定。 一、直线换向一、直线

31、换向定义：是一种最基本的换向过程，换向元件里的换向电流随定义：是一种最基本的换向过程，换向元件里的换向电流随时间线性变化。时间线性变化。特点：电刷下不产生火花。特点：电刷下不产生火花。二、延迟换向二、延迟换向定义：电抗电动势和电枢反应电动势的作用是阻止电流变化定义：电抗电动势和电枢反应电动势的作用是阻止电流变化的，即阻碍换向的进行。的，即阻碍换向的进行。 特点：电刷与换向片之间出现火花特点：电刷与换向片之间出现火花。改善换向的目的：消除或削弱电刷下的火花。改善换向的目的：消除或削弱电刷下的火花。 方法：从产生火花的电磁原因出发，要有效地改善换向，方法：从产生火花的电磁原因出发，要有效地改善换向， 就必须减小、甚至抵削换向元件中的电抗电动势和就必须减小、甚至抵削换向元件中的电抗电动势和 电枢反应电动势。电枢反应电动势。 1 1、选用合适的电刷、选用合适的电刷 增加电刷与换向片之间的接触电阻。在选用时，要综增加电