elmotorer fungerar
Elmotorer omvandlar elektrisk kraft till mekanisk energi som kan användas för att driva fram föremål eller utföra annat arbete. Motorer kan drivas med antingen likström (DC) eller växelström (AC). Likströmsmotorer är vanligast och kan hittas i hushållsapparater, elverktyg, fordon etc. AC-motorer finns i allmänhet i maskiner och större apparater.
Arbetsprincipen för elmotorn är baserad på principerna för elektromagnetism och magnetisk kraft. I grund och botten, när elektricitet passerar genom en rektangulär spole placerad i ett magnetfält, upplever den en kraft som kan rotera spolen. Denna kraft är ansvarig för motorns kontinuerliga rotation.
Det finns tre olika typer av elmotorer: DC-, AC- och variabelhastighetsmotorer. Vilken typ av motor du använder beror på dina behov, men alla elmotorer fungerar enligt samma grundprincip.
Hur elmotorer fungerar
En DC-motor har ett stationärt magnetfält som fungerar som en stator, medan en rotor snurrar som svar på den elektriska strömmen som passerar genom den. Rotorn består av en roterande elektromagnet, eller spole, och en snurrande axel. Motorn drivs av likström, som kan matas från batterier, likriktare eller elektriska generatorer.
Den elektriska strömmen passerar genom ankarets spole, som är lindad runt en ferromagnetisk kärna. När ankaret är aktiverat skapar magnetfältet i den ferromagnetiska kärnan en Lorentz-kraft som genererar vridmoment. Denna kraft används för att rotera rotoraxeln, vilket i sin tur genererar mekaniskt arbete.
Medan rotorn snurras som svar på magnetfältet, attraherar ankarspolens magnetiska poler växelvis och stöter bort varandra beroende på positionen för strömmen som passerar genom ankaret. Strömmen som flyter genom ankarspolarna vänder också varje gång den roterar ett halvt varv. Detta görs på grund av Flemings vänsterhandsregel: när strömmen passerar genom spolen AB rör den sig nedåt, medan genom spolen CD appliceras en uppåtriktad kraft av magnetfältet.
För att fortsätta cykeln måste kommutatorn vända den riktning som strömmen flyter genom var och en av rotorspolarna varje gång de roterar. Detta görs med hjälp av borstar, som är gjorda av fjädrande kol- eller metallbitar som kommer i kontakt med de ledande kanterna på kommutatorns delade ringar.
När borstarna kommer i kontakt med kommutatorn ändrar de riktningen som strömmen flyter genom varje spole i rotorn. Varje gång detta inträffar tvingas rotorn att rotera ytterligare ett halvt varv, vilket sedan låter dess magneter attrahera och stöta bort varandra i ett nytt mönster, och så vidare. Denna upprepade process är det som får motorn att fortsätta svänga och så småningom producera mekaniskt arbete. Dessutom saktar motorn ner varje gång rotorn stoppas och stannar sedan helt när den tar slut på bensin. Rotorn matar sedan tillbaka elektrisk energi till kraftledningen för att ladda batteriet och fungerar som en generator.