Elektriske motorer er avhengige av elektromagnetisk induksjon, et fenomen som ble oppdaget tidlig på 1800-tallet av fysikeren Michael Faraday. Han fant ut at å bevege en magnet gjennom en toroid, som han hadde viklet en ledende ledning rundt, genererte en elektrisk strøm i ledningen. Elektriske motorer bruker denne ideen i omvendt retning. Når en strøm passerer gjennom en spole, blir spolen magnetisert, og hvis den er festet til en aksel og suspendert i feltet generert av en permanent magnet, skaper de motsatte magnetkreftene nok kraft til å dreie akselen. Å koble akselen til en girmekanisme gjør den i stand til å utføre arbeid, og å legge til lagre reduserer friksjonen og øker motorens effektivitet.
TL; DR (for lang; Leste ikke)
Hoveddelene av en elektrisk motor inkluderer stator og rotor, en rekke tannhjul eller belter og lagre for å redusere friksjonen. DC-motorer trenger også en kommutator for å reversere strømretningen og holde motoren i spinning.
•••lvdesign77 / iStock / Getty Images
Statoren, rotoren, børstene og kommutatoren
I stedet for å bruke en permanent magnet er moderne kommersielle elektriske motorer vanligvis helt avhengige av elektromagneter. En serie små spoler arrangert i et sirkulært arrangement danner statoren, og disse spolene genererer et stående magnetfelt. En separat spole viklet rundt et anker og festet til en aksel, danner rotoren som spinner inne i feltet. Fordi du ikke kan feste ledninger til en spinnespole, inneholder rotoren vanligvis metallbørster som forblir i kontakt med en ledende overflate på statoren. Denne overflaten, sammen med statorviklingene, er koblet til strømterminaler plassert på motorhuset.
Når du slår på strømmen, strømmer strøm inn i feltspolene for å skape et stående magnetfelt. Den flyter også gjennom børstene og aktiverer ankerspolen. DC-motorer, som de som kjører på et batteri, inkluderer også en kommutator, som er en bryter festet til rotorakselen som reverserer det elektriske feltet med hvert halve rotasjon av rotoren. Denne feltreversjonen er nødvendig for å holde rotoren i en retning.
•••nabihariahi / iStock / Getty Images
Tannhjul og belter
I seg selv er ikke en spinnende motoraksel veldig nyttig, med mindre du vil bruke den til boring eller for å spinne et vifteblad. De fleste motorer har et system med gir og / eller drivrem for å konvertere energien til den roterende akselen til nyttig bevegelse. Konfigurasjonen av beltene eller tannhjulene kan øke rotasjonshastigheten på en tilstøtende aksel, noe som resulterer i en reduksjon av kraften, eller den kan øke effekten mens den reduserer rotasjonshastigheten. Snekkedrev kan endre rotasjonsretningen med 90 grader. Gir og belter gjør det mulig for en enkelt motor å utføre en rekke funksjoner samtidig.
•••scanrail / iStock / Getty Images
Lagre for å redusere friksjon
Jo større motoren er, desto mer friksjon blir det mellom de bevegelige delene. Denne friksjonskraften motarbeider rotorens bevegelse, reduserer motorens effektivitet og til slutt sliter på delene. De fleste motorer har lagre mellom statoren og rotoren for å holde rotoren sentrert og minimere luftspalten. Mindre motorer har kulelager, mens store motorer bruker rullelager. Lagre trenger periodisk smøring, som sammen med service og rengjøring av statorviklingene og rotorbørstene, er en viktig vedlikeholdsprosedyre.