Περιεχόμενο
- TL · DR (Πολύ μακρύ;
- Ο στάτορας, ο ρότορας, οι βούρτσες και ο διακόπτης
- Gears και ζώνες
- Ρουλεμάν για τη μείωση της τριβής
Οι ηλεκτροκινητήρες βασίζονται στην ηλεκτρομαγνητική επαγωγή, ένα φαινόμενο που ανακαλύφθηκε στις αρχές του 1800 από το φυσικό Michael Faraday. Βρήκε ότι η μετακίνηση ενός μαγνήτη μέσα από ένα σπειροειδές, γύρω από το οποίο είχε τυλίξει ένα αγώγιμο σύρμα, δημιούργησε ένα ηλεκτρικό ρεύμα στο σύρμα. Οι ηλεκτροκινητήρες χρησιμοποιούν την ιδέα αυτή αντίστροφα. Όταν ένα ρεύμα διέρχεται από ένα πηνίο, το πηνίο γίνεται μαγνητισμένο και αν είναι συνδεδεμένο με έναν άξονα και αιωρείται στο πεδίο που παράγεται από ένα μόνιμο μαγνήτη, οι αντίθετες μαγνητικές δυνάμεις δημιουργούν αρκετή δύναμη για να γυρίσουν τον άξονα. Η σύνδεση του άξονα με έναν μηχανισμό μετάδοσης καθιστά ικανή την εργασία και η προσθήκη εδράνων μειώνει την τριβή και αυξάνει την απόδοση του κινητήρα.
TL · DR (Πολύ μακρύ;
Τα κύρια μέρη ενός ηλεκτροκινητήρα περιλαμβάνουν τον στάτορα και τον ρότορα, μια σειρά από γρανάζια ή ιμάντες και έδρανα για τη μείωση της τριβής. Οι ηλεκτροκινητήρες συνεχούς ρεύματος χρειάζονται επίσης ένα μεταγωγέα για να αντιστρέψουν την τρέχουσα κατεύθυνση και να διατηρήσουν τον κινητήρα να περιστρέφεται.
Ο στάτορας, ο ρότορας, οι βούρτσες και ο διακόπτης
Αντί να χρησιμοποιούν μόνιμο μαγνήτη, οι σύγχρονοι εμπορικοί ηλεκτροκινητήρες συνήθως βασίζονται εντελώς σε ηλεκτρομαγνήτες. Μια σειρά από μικρά πηνία διατεταγμένα σε κυκλική διάταξη σχηματίζουν τον στάτορα, και αυτά τα πηνία δημιουργούν ένα μαγνητικό πεδίο. Ένα ξεχωριστό πηνίο τυλιγμένο γύρω από ένα οπλισμό και προσαρτημένο σε έναν άξονα σχηματίζει τον ρότορα, ο οποίος περιστρέφεται μέσα στο πεδίο. Επειδή δεν μπορείτε να συνδέσετε συρμάτινα σύρματα σε ένα περιστρεφόμενο πηνίο, ο ρότορας ενσωματώνει συνήθως μεταλλικές βούρτσες που παραμένουν σε επαφή με μια αγώγιμη επιφάνεια πάνω στον στάτορα. Αυτή η επιφάνεια, μαζί με τις περιελίξεις του στάτη, συνδέονται με τους ακροδέκτες ισχύος που βρίσκονται στο περίβλημα του κινητήρα.
Όταν ενεργοποιείτε την παροχή ρεύματος, η ηλεκτρική ενέργεια ρέει στα πηνία πεδίου για να δημιουργήσει ένα μαγνητικό πεδίο. Επίσης ρέει μέσα από τις βούρτσες και ενεργοποιεί το πηνίο οπλισμού. Οι ηλεκτροκινητήρες συνεχούς ρεύματος, όπως εκείνοι που λειτουργούν με μπαταρία, περιλαμβάνουν επίσης ένα μεταγωγέα, ο οποίος είναι ένας διακόπτης συνδεδεμένος με τον άξονα του ρότορα ο οποίος αναστρέφει το ηλεκτρικό πεδίο με κάθε μισή περιστροφή του δρομέα. Αυτή η αναστροφή πεδίου είναι απαραίτητη για να διατηρηθεί ο περιστροφικός ρότορας σε μία κατεύθυνση.
••• nabihariahi / iStock / Getty ImagesGears και ζώνες
Από μόνη της, ένας άξονας περιστρεφόμενου κινητήρα δεν είναι πολύ χρήσιμος, εκτός αν θέλετε να το χρησιμοποιήσετε για γεώτρηση ή για περιστροφή λεπίδας ανεμιστήρα. Οι περισσότεροι κινητήρες ενσωματώνουν ένα σύστημα γραναζιών και / ή ιμάντων κίνησης για να μετατρέψουν την ενέργεια του περιστρεφόμενου άξονα σε χρήσιμη κίνηση. Η διαμόρφωση των ζωνών ή των γραναζιών μπορεί να αυξήσει την ταχύτητα περιστροφής σε γειτονικό άξονα, γεγονός που έχει ως αποτέλεσμα τη μείωση της ισχύος ή μπορεί να αυξήσει την ισχύ ενώ μειώνει την ταχύτητα περιστροφής. Οι οδοντωτοί τροχοί μπορούν να αλλάξουν την κατεύθυνση περιστροφής κατά 90 μοίρες. Τα γρανάζια και οι ιμάντες επιτρέπουν σε έναν μόνο κινητήρα να εκτελεί ταυτόχρονα διάφορες λειτουργίες.
Ρουλεμάν για τη μείωση της τριβής
Όσο μεγαλύτερος είναι ο κινητήρας, τόσο μεγαλύτερη είναι η τριβή ανάμεσα στα κινούμενα μέρη. Αυτή η δύναμη τριβής αντιτίθεται στην κίνηση του δρομέα, μειώνοντας την απόδοση του κινητήρα και τελικά φθορά των εξαρτημάτων. Οι περισσότεροι κινητήρες έχουν έδρανα μεταξύ του στάτορα και του δρομέα για να κρατήσουν το κέντρο του δρομέα και να ελαχιστοποιήσουν το κενό αέρα. Οι μικρότεροι κινητήρες έχουν ρουλεμάν ενώ οι μεγάλοι κινητήρες χρησιμοποιούν ρουλεμάν. Τα ρουλεμάν χρειάζονται περιοδική λίπανση, η οποία μαζί με την εξυπηρέτηση και τον καθαρισμό των περιελίξεων του στάτορα και των βούρτσες του ρότορα αποτελεί σημαντική διαδικασία συντήρησης.