Sähkömoottori on laite, jota käytetään sähkön muuntamiseen mekaaniseksi energiaksi – vastakohtana sähkögeneraattorille. Ne toimivat käyttäen sähkömagnetismin periaatteita, joiden mukaan voima kohdistuu, kun sähkövirta on magneettikentässä. Tämä voima luo magneettikentässä olevaan lankasilmukkaan vääntömomentin, joka saa moottorin pyörimään ja tekemään hyödyllistä työtä. Moottoreita käytetään monenlaisissa sovelluksissa, kuten tuulettimissa, sähkötyökaluissa, kodinkoneissa, sähköajoneuvoissa ja hybridiautoissa.
Miten ne toimivat
Moottoreissa on monia erilaisia toimivia osia, jotta ne pyörivät jatkuvasti ja tuottavat tehoa tarpeen mukaan. Moottorit voivat toimia tasavirralla (DC) tai vaihtovirralla (AC), ja molemmissa on omat etunsa ja haittansa. Tässä artikkelissa analysoidaan tasavirtamoottoria, ja jos haluat lukea vaihtovirtamoottoreista, klikkaa tästä.
Tasavirtamoottorin tärkeimmät osat ovat:
- Staattori: Moottorin kiinteä osa, erityisesti magneetti. Usein käytetään sähkömagneetteja, jotta saadaan enemmän tehoa.
- Roottori: Akselille asennettu kela, joka pyörii suurilla nopeuksilla ja tuottaa järjestelmään mekaanista pyörimisenergiaa.
- Kommutaattori: Tämä komponentti on keskeinen tasavirtamoottoreissa, ja se näkyy kuvissa 3 ja 4. Ilman sitä roottori ei pystyisi pyörimään jatkuvasti muuttuvan virran synnyttämien vastakkaisten voimien vuoksi. Kommutaattori mahdollistaa roottorin pyörimisen kääntämällä virran joka kerta, kun kela tekee puoli kierrosta.
- Virtalähde: Syöttää sähkömotorisen voiman, joka saa virran virtaamaan järjestelmässä.
- Harjat: Nämä on kytketty virtalähteen liittimiin, jolloin sähkövirta pääsee virtaamaan kommutaattoriin.
- Tasavirtamoottori
-
Kuva 3: Tasavirtamoottorin perusasetelma.
-
Kuva 4: Animaatio moottorin toiminnasta. Kommutaattori pyörii, jotta roottori pyörii jatkuvasti.