Elektriske motorer er afhængige af elektromagnetisk induktion, et fænomen opdaget i begyndelsen af 1800-tallet af fysiker Michael Faraday. Han fandt ud af at bevæge en magnet gennem en toroid, hvor han havde viklet en ledende ledning, genererede en elektrisk strøm i ledningen. Elektriske motorer bruger denne idé i omvendt retning. Når en strøm passerer gennem en spole, bliver spolen magnetiseret, og hvis den er fastgjort til en aksel og ophængt i det felt, der genereres af en permanent magnet, skaber de modsatte magnetiske kræfter tilstrækkelig kraft til at dreje akslen. Tilslutning af akslen til en gearmekanisme gør den i stand til at udføre arbejde, og tilføjelse af lejer reducerer friktion og øger motorens effektivitet.
TL; DR (for lang; Har ikke læst)
Hoveddelene af en elektrisk motor inkluderer stator og rotor, en række gear eller bælter og lejer for at reducere friktion. DC-motorer har også brug for en kommutator for at vende strømretningen og holde motoren centrifugerende.
•••lvdesign77 / iStock / Getty Images
Statoren, rotoren, børsterne og kommutatoren
I stedet for at bruge en permanent magnet er moderne kommercielle elektriske motorer normalt afhængige af elektromagneter. En række små spoler arrangeret i et cirkulært arrangement danner statoren, og disse spoler genererer et stående magnetfelt. En separat spole viklet rundt om et anker og fastgjort til en aksel danner rotoren, som spinder inde i marken. Fordi du ikke kan fastgøre ledninger til en roterende spole, indeholder rotoren normalt metalliske børster, der forbliver i kontakt med en ledende overflade på statoren. Denne overflade er sammen med statorviklingerne forbundet til effektklemmer placeret på motorhuset.
Når du tænder for strømmen, strømmer elektricitet ind i feltspolerne for at skabe et stående magnetfelt. Det flyder også gennem børsterne og aktiverer ankerspolen. Jævnstrømsmotorer, såsom dem, der kører på et batteri, inkluderer også en kommutator, som er en kontakt, der er fastgjort til rotorakslen, der vender det elektriske felt med hver halve rotation af rotoren. Denne feltomvendelse er nødvendig for at holde rotoren i en retning.
•••nabihariahi / iStock / Getty Images
Gear og bælter
I sig selv er en roterende motoraksel ikke særlig nyttig, medmindre du vil bruge den til boring eller til centrifugering af en ventilatorblad. De fleste motorer har et system af gear og / eller drivremme for at omdanne energien fra den roterende aksel til en nyttig bevægelse. Konfigurationen af remme eller gear kan øge rotationshastigheden på en tilstødende aksel, hvilket resulterer i en reduktion af effekten, eller det kan øge effekten, mens den reducerer omdrejningshastigheden. Ormdrev kan ændre rotationsretningen 90 grader. Gear og bælter gør det muligt for en enkelt motor at udføre en række forskellige funktioner samtidigt.
•••scanrail / iStock / Getty Images
Lejer for at reducere friktion
Jo større motor, jo mere friktion dannes mellem de bevægelige dele. Denne friktionskraft modsætter sig rotorens bevægelse, hvilket reducerer motorens effektivitet og i sidste ende nedbryder delene. De fleste motorer har lejer mellem statoren og rotoren for at holde rotoren centreret og minimere luftspalten. Mindre motorer har kuglelejer, mens store motorer anvender rullelejer. Lejer har brug for periodisk smøring, hvilket sammen med service og rengøring af statorviklingerne og rotorbørsterne er en vigtig vedligeholdelsesprocedure.