Електрическите двигатели разчитат на електромагнитна индукция, феномен, открит в началото на 1800 г. от физика Майкъл Фарадей. Той открил, че преместването на магнит през тороид, около който е увил проводящ проводник, генерира електрически ток в проводника. Електрическите двигатели използват тази идея обратно. Когато ток преминава през намотка, намотката се магнетизира и ако е прикрепена към вал и окачена в полето, генерирано от постоянен магнит, противоположните магнитни сили създават достатъчно сила, за да завъртят вала. Свързването на вала към зъбен механизъм го прави способен да върши работа, а добавянето на лагери намалява триенето и увеличава ефективността на двигателя.
TL; DR (твърде дълго; Не прочетох)
Основните части на електродвигателя включват статора и ротора, серия от зъбни колела или ремъци и лагери за намаляване на триенето. Двигателите с постоянен ток също се нуждаят от комутатор, който да обръща посоката на тока и да поддържа въртенето на двигателя.
•••lvdesign77 / iStock / Getty Images
Статорът, роторът, четките и комутаторът
Вместо да използват постоянен магнит, съвременните търговски електрически двигатели обикновено разчитат изцяло на електромагнитите. Поредица от малки намотки, подредени в кръгова форма, образуват статора и тези намотки генерират постоянно магнитно поле. Отделна намотка, навита около котва и прикрепена към вал, образува ротора, който се върти вътре в полето. Тъй като не можете да прикрепите проводници към въртящата се намотка, роторът обикновено включва метални четки, които остават в контакт с проводяща повърхност на статора. Тази повърхност, заедно със статорните намотки, са свързани към захранващи клеми, разположени на корпуса на двигателя.
Когато включите захранването, електричеството се влива в полевите намотки, за да създаде постоянно магнитно поле. Той също протича през четките и захранва намотката на котвата. Двигателите с постоянен ток, като тези, които работят на батерия, също включват комутатор, който е превключвател, прикрепен към вала на ротора, който обръща електрическото поле с всяко половин завъртане на ротора. Това обръщане на полето е необходимо, за да се поддържа въртенето на ротора в една посока.
•••nabihariahi / iStock / Getty Images
Зъбни колела и колани
Сам по себе си, въртящият се вал на двигателя не е много полезен, освен ако не искате да го използвате за пробиване или за въртене на лопатка на вентилатора. Повечето двигатели включват система от зъбни колела и / или задвижващи ремъци, за да преобразуват енергията на въртящия се вал в полезно движение. Конфигурацията на ремъците или зъбните колела може да увеличи скоростта на въртене на съседен вал, което води до намаляване на мощността, или може да увеличи мощността, като същевременно намалява скоростта на въртене. Червячните предавки могат да променят посоката на въртене с 90 градуса. Зъбните колела и ремъците правят възможно един двигател да изпълнява едновременно различни функции.
•••scanrail / iStock / Getty Images
Лагери за намаляване на триенето
Колкото по-голям е двигателят, толкова повече триене се генерира между движещите се части. Тази сила на триене се противопоставя на движението на ротора, намалявайки ефективността на двигателя и в крайна сметка износвайки частите. Повечето двигатели имат лагери между статора и ротора, за да поддържат ротора центриран и да минимизират въздушната междина. По-малките двигатели имат сачмени лагери, докато големите двигатели използват ролкови лагери. Лагерите се нуждаят от периодично смазване, което заедно с обслужването и почистването на намотките на статора и четките на ротора е важна процедура за поддръжка.