Μέρη κινητήρα

Τα σχέδια ηλεκτρικών κινητήρων μπορεί να διαφέρουν αρκετά, αν και γενικά έχουν τρία κύρια μέρη: έναν ρότορα, έναν στάτορα και έναν μεταγωγέα. Αυτά τα τρία μέρη χρησιμοποιούν τις ελκυστικές και απωθητικές δυνάμεις του ηλεκτρομαγνητισμού, με αποτέλεσμα ο κινητήρας να περιστρέφεται συνεχώς αρκεί να λαμβάνει σταθερή ροή ηλεκτρικού ρεύματος.

Οι κινητήρες λειτουργούν σύμφωνα με τις αρχές του ηλεκτρομαγνητισμού. Εάν χρησιμοποιείτε ηλεκτρικό ρεύμα μέσω καλωδίου, δημιουργεί μαγνητικό πεδίο. Εάν τυλίξετε το καλώδιο γύρω από μια ράβδο και τρέχετε ηλεκτρικό ρεύμα μέσω του καλωδίου, δημιουργεί ένα μαγνητικό πεδίο γύρω από τη ράβδο. Το ένα άκρο της ράβδου θα έχει βόρειο μαγνητικό πόλο και το άλλο θα έχει νότιο πόλο. Οι απέναντι πόλοι προσελκύουν ο ένας τον άλλον, όπως οι πόλοι απωθούν. Όταν περιβάλλετε αυτήν τη ράβδο με άλλους μαγνήτες, η ράβδος θα περιστρέφεται από τις ελκυστικές και απωθητικές δυνάμεις.

Κάθε ηλεκτρικός κινητήρας έχει δύο βασικά μέρη: ένα στατικό και ένα που περιστρέφεται. Το σταθερό μέρος είναι ο στάτορας. Αν και οι διαμορφώσεις διαφέρουν, ο στάτης είναι συνήθως ένας μόνιμος μαγνήτης ή μια σειρά μαγνητών που ευθυγραμμίζουν την άκρη του περιβλήματος του κινητήρα, ο οποίος είναι συνήθως ένα στρογγυλό πλαστικό τύμπανο.

Εισάγεται στον στάτορα ο ρότορας, που συνήθως αποτελείται από χάλκινο σύρμα τυλιγμένο σε ένα πηνίο γύρω από έναν άξονα. Όταν το ηλεκτρικό ρεύμα ρέει μέσω του πηνίου, το προκύπτον μαγνητικό πεδίο σπρώχνει το πεδίο που δημιουργείται από τον στάτορα και κάνει τον άξονα να περιστρέφεται.

Ένας ηλεκτρικός κινητήρας έχει ένα άλλο σημαντικό συστατικό, τον μεταγωγέα, που βρίσκεται στο ένα άκρο του πηνίου. Είναι ένας μεταλλικός δακτύλιος χωρισμένος σε δύο μισά. Αντιστρέφει το ηλεκτρικό ρεύμα στο πηνίο κάθε φορά που το πηνίο περιστρέφεται κατά μισή στροφή. Ο μετατροπέας αντιστρέφει περιοδικά το ρεύμα μεταξύ του ρότορα και του εξωτερικού κυκλώματος ή της μπαταρίας. Αυτό διασφαλίζει ότι τα άκρα των πηνίων δεν κινούνται σε αντίθετες κατευθύνσεις και διασφαλίζει ότι ο άξονας περιστρέφεται προς μία κατεύθυνση.

Ο μετατροπέας είναι απαραίτητος επειδή ο περιστρεφόμενος ρότορας παίρνει την κίνησή του από μαγνητική έλξη και απώθηση μεταξύ του ρότορα και του στάτορα. Για να το καταλάβετε, φανταστείτε τον κινητήρα να γυρίζει σε αργή κίνηση. Όταν ο ρότορας περιστρέφεται στο σημείο όπου ο νότιος πόλος του μαγνήτη του ρότορα συναντά τον βόρειο πόλο του στάτη, η έλξη μεταξύ των δύο πόλων θα σταματήσει την περιστροφή στα ίχνη του. Για να διατηρηθεί η περιστροφή του ρότορα, ο μετατροπέας αντιστρέφει την πολικότητα του μαγνήτη, έτσι ο νότιος πόλος του ρότορα γίνεται ο βορράς. Ο βόρειος πόλος του ρότορα και ο βόρειος πόλος του στάτορα στη συνέχεια απωθούν ο ένας τον άλλο, αναγκάζοντας τον ρότορα να συνεχίσει να περιστρέφεται.

Στο ένα άκρο του κινητήρα βρίσκονται οι βούρτσες και οι ακροδέκτες. Βρίσκονται στο αντίθετο άκρο από όπου ο ρότορας βγαίνει από το περίβλημα του κινητήρα. Οι βούρτσες στέλνουν ηλεκτρικό ρεύμα στον μετατροπέα και συνήθως κατασκευάζονται από γραφίτη. Οι ακροδέκτες είναι οι θέσεις στις οποίες η μπαταρία συνδέεται με τον κινητήρα και στέλνει το ρεύμα για περιστροφή του ρότορα.