Elektrinių variklių konstrukcijos gali labai skirtis, nors paprastai jos turi tris pagrindines dalis: rotorių, statorių ir komutatorių. Šios trys dalys naudoja patrauklias ir atstumiančias elektromagnetizmo jėgas, dėl kurių variklis nuolat sukasi tol, kol gauna pastovų elektros srovės srautą.
Pagrindiniai principai
Varikliai dirba pagal elektromagnetizmo principus. Jei elektros energiją tiekiate per laidą, tai sukuria magnetinį lauką. Jei apvyniojote vielą aplink strypą ir per laidą paleisite elektrą, aplink strypą susidaro magnetinis laukas. Viename strypo gale bus šiaurinis, o kitame - pietinis. Priešingi stulpai traukia vienas kitą, kaip stulpai atstumia. Kai apsupsite tą strypą kitais magnetais, strypas pasisuks nuo patrauklių ir atstumiančių jėgų.
Statorius
Kiekvienas elektrinis variklis turi dvi esmines dalis: vieną nejudančią ir sukamą. Stacionarioji dalis yra statorius. Nors konfigūracijos skiriasi, statorius dažniausiai yra nuolatinis magnetas arba magnetų eilė, išdėstyta variklio korpuso krašte, kuris paprastai yra apvalus plastikinis būgnas.
Rotorius
Į statorių įdėtas rotorius, paprastai sudarytas iš varinės vielos, suvyniotos į ritę aplink ašį. Kai ritė teka elektros srove, susidaręs magnetinis laukas stumia prieš statoriaus sukurtą lauką ir priverčia ašį sukti.
Komutatorius: pagrindai
Elektros variklis turi dar vieną svarbų komponentą - komutatorių, kuris yra viename ritės gale. Tai metalinis žiedas, padalytas į dvi puses. Kiekvieną kartą, kai ritė pasisuka puse apsisukimo, ji pakeičia ritės elektros srovę. Komutatorius periodiškai keičia srovę tarp rotoriaus ir išorinės grandinės arba akumuliatoriaus. Tai užtikrina, kad ritinių galai nejuda priešinga kryptimi, ir užtikrinama, kad ašis suktųsi viena kryptimi.
Daugiau komutatorių: magnetiniai poliai
Komutatorius yra būtinas, nes besisukantis rotorius savo judesį gauna dėl magnetinio traukos ir atstūmimo tarp rotoriaus ir statoriaus. Norėdami tai suprasti, įsivaizduokite, kaip variklis sukasi lėtai. Kai rotorius sukasi į tašką, kur rotoriaus magneto pietinis ašis susitinka su šiauriniu statoriaus ašimi, trauka tarp dviejų ašių sustabdys sukimąsi jo bėgiuose. Kad rotorius besisuktų, komutatorius pakeičia magneto poliškumą, todėl rotoriaus pietinis ašigalis tampa šiauriniu. Tada rotoriaus šiaurinis ašis ir statoriaus šiaurinis polius atstumia vienas kitą, priversdami rotorių toliau suktis.
Šepečiai ir terminalai
Viename variklio gale yra šepečiai ir gnybtai. Jie yra priešingame gale, kur rotorius išeina iš variklio korpuso. Šepečiai siunčia elektros srovę į komutatorių ir paprastai yra pagaminti iš grafito. Gnybtai yra vietos, kur akumuliatorius pritvirtinamas prie variklio ir siunčia srovę sukti rotorių.