Ein Elektromotor ist ein Gerät, das Elektrizität in mechanische Energie umwandelt – im Gegensatz zu einem elektrischen Generator. Sie funktionieren nach den Prinzipien des Elektromagnetismus, der besagt, dass eine Kraft entsteht, wenn ein elektrischer Strom in einem Magnetfeld vorhanden ist. Diese Kraft erzeugt ein Drehmoment an einer Drahtschleife, die sich im Magnetfeld befindet, wodurch sich der Motor dreht und nützliche Arbeit verrichtet. Motoren werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, z. B. in Ventilatoren, Elektrowerkzeugen, Haushaltsgeräten, Elektrofahrzeugen und Hybridfahrzeugen.
Wie sie funktionieren
Motoren bestehen aus vielen verschiedenen Bauteilen, damit sie sich ständig drehen und bei Bedarf Strom liefern können. Motoren können mit Gleichstrom (DC) oder Wechselstrom (AC) betrieben werden, und beide haben ihre Vor- und Nachteile. In diesem Artikel wird ein Gleichstrommotor analysiert. Um mehr über Wechselstrommotoren zu erfahren, klicken Sie hier.
Die wichtigsten Teile eines Gleichstrommotors sind:
- Stator: Der stationäre Teil des Motors, insbesondere der Magnet. Häufig werden Elektromagnete verwendet, um mehr Leistung zu erzielen.
- Rotor: Die Spule, die auf einer Achse montiert ist und sich mit hohen Geschwindigkeiten dreht, um dem System mechanische Rotationsenergie zuzuführen.
- Kommutator: Dieses Bauteil ist in Gleichstrommotoren von zentraler Bedeutung und ist in Abbildung 3 und 4 zu sehen. Ohne ihn könnte sich der Rotor aufgrund der durch den wechselnden Strom erzeugten Gegenkräfte nicht kontinuierlich drehen. Der Kommutator ermöglicht es dem Rotor, sich zu drehen, indem er den Strom jedes Mal umkehrt, wenn die Spule eine halbe Umdrehung macht.
- Stromquelle: Liefert eine elektromotorische Kraft, die den Stromfluss im System bewirkt.
- Bürsten: Diese sind mit den Klemmen der Stromquelle verbunden, so dass Strom in den Kommutator fließen kann.
- Gleichstrommotor
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Abbildung 3: Grundaufbau eines Gleichstrommotors.
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Abbildung 4: Eine Animation des Motors in Aktion. Der Kommutator dreht sich, damit sich der Rotor kontinuierlich drehen kann.