Inhalt
- TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
- Der Stator, Rotor, Bürsten und Kommutator
- Zahnräder und Gürtel
- Lager zur Reduzierung der Reibung
Elektromotoren basieren auf elektromagnetischer Induktion, ein Phänomen, das der Physiker Michael Faraday im frühen 19. Jahrhundert entdeckte. Er fand heraus, dass das Bewegen eines Magneten durch einen Toroid, um den er einen leitenden Draht gewickelt hatte, einen elektrischen Strom im Draht erzeugte. Elektromotoren verwenden diese Idee umgekehrt. Wenn ein Strom durch eine Spule fließt, wird die Spule magnetisiert, und wenn sie an einer Welle befestigt und in dem von einem Permanentmagneten erzeugten Feld aufgehängt ist, erzeugen die entgegengesetzten Magnetkräfte genug Kraft, um die Welle zu drehen. Durch die Verbindung der Welle mit einem Getriebe wird die Arbeitsfähigkeit erhöht, und durch Hinzufügen von Lagern wird die Reibung verringert und der Wirkungsgrad des Motors erhöht.
TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
Die Hauptteile eines Elektromotors umfassen den Stator und den Rotor, eine Reihe von Zahnrädern oder Riemen und Lager, um die Reibung zu verringern. Gleichstrommotoren benötigen auch einen Kommutator, um die Stromrichtung umzukehren und den Motor am Laufen zu halten.
Der Stator, Rotor, Bürsten und Kommutator
Moderne kommerzielle Elektromotoren verwenden in der Regel keine Permanentmagnete, sondern ausschließlich Elektromagnete. Eine Reihe kleiner, kreisförmig angeordneter Spulen bildet den Stator, die ein stehendes Magnetfeld erzeugen. Eine separate Spule, die um einen Anker gewickelt und an einer Welle befestigt ist, bildet den Rotor, der sich innerhalb des Feldes dreht. Da Sie keine Drähte an einer sich drehenden Spule anbringen können, enthält der Rotor normalerweise Metallbürsten, die mit einer leitenden Oberfläche auf dem Stator in Kontakt bleiben. Diese Oberfläche ist zusammen mit den Statorwicklungen mit Leistungsklemmen verbunden, die sich am Motorgehäuse befinden.
Wenn Sie den Strom einschalten, fließt Elektrizität in die Feldspulen, um ein stehendes Magnetfeld zu erzeugen. Es fließt auch durch die Bürsten und erregt die Ankerspule. Gleichstrommotoren, wie sie beispielsweise mit einer Batterie betrieben werden, enthalten auch einen Kommutator, bei dem es sich um einen an der Rotorwelle angebrachten Schalter handelt, der das elektrische Feld bei jeder halben Drehung des Rotors umkehrt. Diese Feldumkehr ist notwendig, um den Rotor in einer Richtung zu drehen.
••• nabihariahi / iStock / Getty ImagesZahnräder und Gürtel
Eine sich drehende Motorwelle ist an sich nicht sehr nützlich, es sei denn, Sie möchten sie zum Bohren oder zum Drehen eines Lüfterflügels verwenden. Die meisten Motoren verfügen über ein System von Zahnrädern und / oder Antriebsriemen, um die Energie der sich drehenden Welle in eine nützliche Bewegung umzuwandeln. Die Konfiguration der Riemen oder Zahnräder kann die Drehzahl auf einer benachbarten Welle erhöhen, was zu einer Leistungsverringerung führt, oder sie kann die Leistung erhöhen, während die Drehzahl verringert wird. Schneckengetriebe können die Drehrichtung um 90 Grad ändern. Zahnräder und Riemen ermöglichen es einem einzelnen Motor, eine Vielzahl von Funktionen gleichzeitig auszuführen.
Lager zur Reduzierung der Reibung
Je größer der Motor ist, desto mehr Reibung entsteht zwischen den beweglichen Teilen. Diese Reibungskraft wirkt der Bewegung des Rotors entgegen, verringert den Wirkungsgrad des Motors und verschleißt letztendlich die Teile. Die meisten Motoren haben Lager zwischen Stator und Rotor, um den Rotor zentriert zu halten und den Luftspalt zu minimieren. Kleinere Motoren haben Kugellager, während große Motoren Rollenlager verwenden. Lager müssen regelmäßig geschmiert werden. Dies ist neben der Wartung und Reinigung der Statorwicklungen und Rotorbürsten ein wichtiger Wartungsvorgang.