Av Chris Deziel
Uppdaterad 30 augusti 2022
ipopba/iStock/GettyImages
Elmotorer är byggda på principen om elektromagnetisk induktion, först artikulerad av fysikern Michael Faraday i början av 1800-talet. Faraday upptäckte att förflyttning av en magnet genom en trådspole inducerar en elektrisk ström. Moderna motorer utnyttjar denna effekt i omvänd riktning:när elektrisk ström passerar genom en spole, blir den magnetiserad, vilket skapar ett magnetfält som interagerar med ett annat magnetfält för att producera rotationsrörelse.
Huvudkomponenterna i en elmotor är statorn, rotorn, borstarna, kommutatorn (för DC-motorer), växlar eller remmar och lager. Dessa delar arbetar tillsammans för att generera vridmoment, överföra kraft och minska friktionen, vilket säkerställer effektiv drift.
lvdesign77/iStock/Getty Images
Moderna kommersiella motorer förlitar sig vanligtvis på elektromagneter snarare än permanentmagneter. Statorn består av flera spolar arrangerade i ett cirkulärt mönster som genererar ett stationärt magnetfält. Rotorn, en spole lindad runt ett ankare fäst vid axeln, snurrar inom detta fält. Eftersom rotorn är i rörelse bibehåller metallborstar elektrisk kontakt med en ledande yta på statorn, vilket tillåter ström att flöda in i rotorspolen.
När motorn drivs aktiverar elektricitet statorlindningarna för att skapa ett stadigt magnetfält och strömmar genom borstarna för att aktivera rotorspolen. I DC-motorer – som de som drivs av batterier – vänder en kommutator monterad på rotoraxeln strömriktningen för varje halvvarv och håller rotorn i en enda riktning.
nabihariahi/iStock/Getty Images
Medan motoraxeln svänger behöver den ofta driva annan utrustning. Kugghjul och drivremmar överför denna rotationsenergi till olika axlar och justerar hastighet och vridmoment efter behov. Genom att variera utväxlingsförhållanden eller remarrangemang kan en motor antingen öka rotationshastigheten (och minska vridmomentet) eller öka vridmomentet (och minska hastigheten). Snäckdrivna växlar kan också växla rotation med 90 grader, vilket ger mångsidig rörelsekontroll.
scanrail/iStock/Getty Images
Friktion mellan rörliga delar kan minska en motors effektivitet och förkorta dess livslängd. Lager placerade mellan statorn och rotorn bibehåller rotorns centrala inriktning, minimerar luftgapet och minskar motståndet. Små motorer använder vanligtvis kullager, medan större enheter använder rullager. Regelbunden smörjning och underhåll av lager, tillsammans med rengöring av lindningar och borstar, är avgörande för att prestanda ska fungera.
