Электродвигатели используют электромагнитную индукцию - явление, обнаруженное в начале 1800-х годов физиком Майклом Фарадеем. Он обнаружил, что перемещение магнита через тороид, вокруг которого он намотал проводящий провод, генерирует электрический ток в проводе. Электродвигатели используют эту идею наоборот. Когда ток проходит через катушку, катушка намагничивается, и если она прикреплена к валу и подвешена в поле, создаваемом постоянным магнитом, противоположные магнитные силы создают достаточную силу для вращения вала. Соединение вала с зубчатым механизмом делает его способным выполнять работу, а добавление подшипников снижает трение и увеличивает эффективность двигателя.
TL; DR (слишком длинный; Не читал)
Основные части электродвигателя включают статор и ротор, ряд шестерен или ремней и подшипники для уменьшения трения. Двигатели постоянного тока также нуждаются в коммутаторе для изменения направления тока и поддержания вращения двигателя.
•••lvdesign77 / iStock / Getty Images
Статор, ротор, щетки и коммутатор
Вместо использования постоянного магнита современные коммерческие электродвигатели обычно полностью полагаются на электромагниты. Ряд небольших катушек, расположенных по кругу, образует статор, и эти катушки создают постоянное магнитное поле. Отдельная катушка, намотанная на якорь и прикрепленная к валу, образует ротор, который вращается внутри поля. Поскольку вы не можете прикрепить провода к вращающейся катушке, ротор обычно включает в себя металлические щетки, которые остаются в контакте с проводящей поверхностью на статоре. Эта поверхность вместе с обмотками статора подключается к силовым клеммам, расположенным на корпусе двигателя.
Когда вы включаете питание, электричество течет в катушки возбуждения, создавая постоянное магнитное поле. Он также протекает через щетки и питает катушку якоря. Двигатели постоянного тока, такие как те, которые работают от батареи, также включают коммутатор, который представляет собой переключатель, прикрепленный к валу ротора, который меняет электрическое поле на противоположное с каждой половиной оборота ротора. Это изменение поля необходимо для того, чтобы ротор вращался в одном направлении.
•••набихариахи / iStock / Getty Images
Шестерни и ремни
Сам по себе вращающийся вал двигателя не очень полезен, если вы не хотите использовать его для сверления или вращения лопасти вентилятора. Большинство двигателей включают в себя систему шестерен и / или приводных ремней для преобразования энергии вращающегося вала в полезное движение. Конфигурация ремней или шестерен может увеличивать скорость вращения на соседнем валу, что приводит к снижению мощности, или может увеличивать мощность при уменьшении скорости вращения. Червячные передачи могут изменять направление вращения на 90 градусов. Зубчатые передачи и ремни позволяют одному двигателю одновременно выполнять множество функций.
•••scanrail / iStock / Getty Images
Подшипники для уменьшения трения
Чем больше двигатель, тем больше трение между движущимися частями. Эта сила трения препятствует движению ротора, снижая эффективность двигателя и, в конечном итоге, изнашивая детали. У большинства двигателей есть подшипники между статором и ротором, чтобы удерживать ротор в центре и минимизировать воздушный зазор. Меньшие двигатели имеют шарикоподшипники, а большие двигатели - роликовые. Подшипники нуждаются в периодической смазке, которая наряду с обслуживанием и очисткой обмоток статора и щеток ротора является важной процедурой технического обслуживания.