原動機

1831年9月23日，法拉第發明發電機。英國科學家法拉第於1831年發現了電磁感應原理。這一在人類社會發展過程中起到重要作用的原理是說：“當磁場的磁力線發生變化時，在其周圍的導線中就會感應產生電流。”

法拉第曾煞費苦心，通過研究和反覆實驗，終於發現了這一影響巨大的科學原理，而且他確信，利用此原理肯定能製造出可以實際發電的發電機。發電機是把機械能把轉化成電能的裝置。通過原動機先將各類一次能源蘊藏的能量轉換為機械能，然後通過發電機轉換為電能，經輸電、配電網路送往各種用電場合。由於一次能源形態的不同，可以製成不同的發電機。

利用水利資源和水輪機配合，可以製成水輪發電機；由於水庫容量和水頭落差高低不同，可以製成容量和轉速各異的水輪發電機。利用煤、石油等資源，和鍋爐，氣輪機配合，可以製成汽輪發電機，這種發電機多為高速電機(3000rpm)。

此外還有利用風能、原子能、地熱等能量的各類發電機。此外，由於發電機工作原理不同又分作直流發電機，非同步發電機和同步發電機。目前在廣泛使用的大型發電機都是同步發電機。

機械傳動系統的作用就是將原動機的運動和動力傳遞到執行構件，故原動機類型和執行構件的運動形式、運動參數及運動方位等都決定著傳動系統的方案。執行構件和原動機的運動設計和選擇，就是根據擬定的工作原理和工藝動作過程，確定執行構件的數目、運動形式、運動參數及運動協調關係，並選擇恰當的原動機的類型和運動參數與之匹配，從而為機械傳動系統方案設計奠定基礎。

原動機按能量轉換性質的不同分為第一類原動機和第二類原動機。第一類原動機包括蒸氣機、柴油機、汽油機、水輪機和燃氣輪機；第二類原動機包括電動機、液動機（液壓馬達）和氣動機（氣動馬達）。按利用的能源分，原動機又分為熱力發動機、水力發動機、風力發動機和電動機等。 其中電動機作為機械系統中最常用的原動機，與其他原動機相比，其種類和型號較多，與機械連接方便，具有良好的調速、啟動、制動和反向控制性能，具有較高的驅動效率，工作時無環境污染，容易實現遠距離、自動化控制，並可滿足大多數機械的工作要求。

熱力發動機

熱力發動機是將常規燃燒或核燃料反應產生的熱能、地熱能和太陽能等轉換為機械功的動力機械，有時也稱熱力機械,簡稱熱機。它是人類所利用的主要動力機械。常用的熱力發動機有內燃機(包括汽油機、柴油機和煤氣機等)、燃氣輪機和蒸汽動力裝置等。它們都依靠中間的工質（如水蒸汽、空氣或燃燒氣體等）完成熱功轉換。熱力發動機由高溫熱源對工質供給熱量。以蒸汽動力裝置為例:水在鍋爐中吸收由燃料燃燒后產生的高溫熱量而成為高溫高壓的蒸汽，蒸汽在汽輪機中膨脹，推動汽輪機轉子轉動對外做功，然後進入凝汽器，而將剩餘熱量排給冷卻水。熱力發動機廣泛應用於工業、農業、交通運輸、發電和國防等部門。

風力發動機

風力發電機是將風能轉換為機械功，機械功帶動轉子旋轉，最終輸出交流電的電力設備。風力發電機一般有風輪、發電機(包括裝置)、調向器(尾翼)、塔架、限速安全機構和儲能裝置等構件組成。風力發電機的工作原理比較簡單，風輪在風力的作用下旋轉，它把風的動能轉變為風輪軸的機械能，發電機在風輪軸的帶動下旋轉發電。廣義地說，風能也是太陽能，所以也可以說風力發電機，是一種以太陽為熱源，以大氣為工作介質的熱能利用發電機。

電動機

電動機（Motor）是把電能轉換成機械能的一種設備。它是利用通電線圈（也就是定子繞組）產生旋轉磁場並作用於轉子（如鼠籠式閉合鋁框）形成磁電動力旋轉扭矩。電動機按使用電源不同分為直流電動機和交流電動機，電力系統中的電動機大部分是交流電機，可以是同步電機或者是非同步電機（電機定子磁場轉速與轉子旋轉轉速不保持同步速）。電動機主要由定子與轉子組成，通電導線在磁場中受力運動的方向跟電流方向和磁感線（磁場方向）方向有關。電動機工作原理是磁場對電流受力的作用，使電動機轉動。

在當時的機械製造水平，變速系統成本高昂。因此，原動機的轉速直接成為發電機的轉速。發電機的極數受制於材料，對頻率的提高有諸多的限制。

西屋公司首建於1895年的尼加拉瓜瀑布水電站，選用的頻率就是25Hz(12極250RPM)，主要因為水輪機的轉速是限定的。由於該電站的重要性和西屋公司的統治地位，25Hz也一度成為北美低頻交流的頻率標準(美國北部、加拿大渥太華、魁北克地區的一些配電系統一直沿用到20世紀50年代)。

1831年8月29日，英國科學家法拉第獲得了成功，使機械力轉變為電力。他的實驗裝置與科拉頓的實驗裝置並沒有什麼兩樣，只不過是他把電流表放在自己身邊，在磁鐵插入線圈的一瞬間，指針明顯地發生了偏轉。他成功了。手使磁鐵運動的機械力終於轉變成了使電荷移動的電力。 

法拉第邁出了最艱難的一步，他不斷研究，兩個月後，試製了能產生穩恆電流的第一台真正的發電機。標誌著人類從蒸汽時代進入了電氣時代。