AC-motorer är elektromagnetiska enheter som har en växelström som strömkälla. Deras funktion är att omvandla mekanisk energi till elektrisk energi som kan utföra arbete. De verkar på principen om Faradays induktionsregler, som säger att ett snabbt växlande magnetfält ger en inducerad emf eller spänning.

Bakgrund

Nikola Tesla uppfann den första växelströmsmotorn. Han arbetade ursprungligen för Thomas Edison, vars företag var huvudbyggare av likströmssystem. De föll ut över Teslas förtal om växlande strömmar som en kraftkälla, och han lämnade företaget. Han sålde sitt patent på ett AC-system till Edisons rival, George Westinghouse. Teslas vision vann så småningom över Edisons. Edisons företag senare blev känt som General Electric.

Elektromagnetisk Induktion

De bygger på Faradays induktionsregler, som säger att ett snabbt växlande magnetfält ger en inducerad elektromotorisk kraft eller emf. Elektromotoriska krafter är spänningar.

Tråd som bär ström producerar magnetfält. Michael Faraday upptäckte att när en tråd är i ett föränderligt magnetfält, induceras en ström precis som om det fanns en källa till emf. Ju snabbare växlingsfältet desto större genereras emf.

Konstruktion

De två vanligaste typerna är induktion och synkron.

Induktionsmotorerna är borstfria. Magnetkällan är en elektromagnet som använder samma inducerad spänning som spolarna använder.

Synkronmotorerna vrider sig i samma takt som magnetfältet. Detta görs genom att använda en DC-del i stator eller rotor. Statoren kan använda permanenta magneter eller strömmen i rotorns spolar manipuleras för att springa i samma riktning, istället för att växla.

Induktionsmotorer används vanligare. De är enklare att göra, billigare att producera och är ganska robusta.

Tillbaka EMF

Eftersom motorer är generatorer som fungerar i omvända, producerar de en emf precis som generatorer gör. Det kallas en back emf och visas inte omedelbart när en motor är inledningsvis påslagen. Den bakre emf är en följd av Lenzs lag, som säger att en inducerad emf producerar ett magnetiskt flöde som motstår förändringen. Bakre emf arbetar för att minska strömmen i slingan och saktar sedan motorn neråt, och den blir större när motorens hastighet ökar. När en belastning inte är närvarande blir den nästan lika med storleken på ingångsspänningen. Lasten arbetar också för att sakta ner, och så ökar motorkraften hos motorn. Detta bidrar till energiförbrukning och ineffektivitet vid drift.

Användar

De flesta motorer är AC. De finns i kylskåp, tåg, datorer, hårddiskar, industrimaskiner, hushållsapparater och många andra elektroniska apparater. De används i vissa motorer i elektriska och hybridfordon.