Електродвигуни покладаються на електромагнітну індукцію - явище, відкрите на початку 1800-х років фізиком Майклом Фарадеєм. Він виявив, що переміщення магніту через тороїд, навколо якого він обмотував провідний дріт, генерує в дроті електричний струм. Електричні двигуни використовують цю ідею в зворотному напрямку. Коли струм проходить через котушку, котушка намагнічується, і якщо вона прикріплена до вала і підвішена в полі, що генерується постійним магнітом, протилежні магнітні сили створюють достатньо сили, щоб повернути вал. Підключення вала до шестерні робить його здатним виконувати роботу, а додавання підшипників зменшує тертя та підвищує ефективність двигуна.
TL; DR (занадто довгий; Не читав)
Основні частини електродвигуна включають статор і ротор, ряд шестерень або ременів та підшипники для зменшення тертя. Двигунам постійного струму також потрібен комутатор, щоб змінити напрямок струму і підтримувати обертання двигуна.
•••lvdesign77 / iStock / Getty Images
Статор, ротор, щітки та комутатор
Замість використання постійного магніту сучасні комерційні електродвигуни зазвичай повністю покладаються на електромагніти. Ряд невеликих котушок, розташованих у круговій схемі, утворює статор, і ці котушки генерують стояче магнітне поле. Окрема котушка, намотана навколо якоря і прикріплена до валу, утворює ротор, який обертається всередині поля. Оскільки ви не можете приєднати дроти до спінінгової котушки, ротор зазвичай включає металеві щітки, які залишаються в контакті з провідною поверхнею на статорі. Ця поверхня, разом з обмотками статора, підключені до клем живлення, розташованих на корпусі двигуна.
Коли ви вмикаєте живлення, електроенергія надходить у котушки поля, створюючи стояче магнітне поле. Він також протікає через щітки та підживлює котушку якоря. Двигуни постійного струму, такі як ті, що працюють від акумулятора, також включають комутатор, який є вимикачем, прикріпленим до вала ротора, який реверсує електричне поле з кожним наполовину обертанням ротора. Цей реверс поля необхідний, щоб тримати ротор в одному напрямку.
•••nabihariahi / iStock / Getty Images
Шестерні та ремені
Сам по собі вал обертового двигуна не дуже корисний, якщо ви не хочете використовувати його для свердління або обертання лопаті вентилятора. Більшість двигунів включають систему зубчастих коліс та / або приводних ременів для перетворення енергії обертового валу в корисний рух. Конфігурація ременів або шестерень може збільшити швидкість обертання на сусідньому валу, що призводить до зменшення потужності, або може збільшити потужність, зменшуючи швидкість обертання. Черв'ячні передачі можуть змінювати напрямок обертання на 90 градусів. Шестерні та ремені дозволяють одному двигуну одночасно виконувати різноманітні функції.
•••scanrail / iStock / Getty Images
Підшипники для зменшення тертя
Чим більше двигун, тим більше тертя створюється між рухомими частинами. Ця сила тертя протистоїть руху ротора, знижуючи ефективність двигуна і, зрештою, зношуючи деталі. Більшість двигунів мають підшипники між статором і ротором, щоб тримати ротор в центрі та мінімізувати повітряний зазор. Менші двигуни мають кулькові підшипники, а великі - роликові. Підшипники потребують періодичного змащування, що поряд з обслуговуванням та очищенням обмоток статора та щіток ротора є важливою процедурою обслуговування.