Zawartość
- TL; DR (Too Long; Didnt Read)
- Stojan, wirnik, szczotki i komutator
- Koła zębate i pasy
- Łożyska zmniejszające tarcie
Silniki elektryczne wykorzystują indukcję elektromagnetyczną, zjawisko odkryte na początku 1800 roku przez fizyka Michaela Faradaya. Odkrył, że poruszanie magnesu przez toroid, wokół którego owinął drut przewodzący, generowało w nim prąd elektryczny. Silniki elektryczne wykorzystują ten pomysł w odwrotnej kolejności. Kiedy prąd przepływa przez cewkę, cewka zostaje namagnesowana, a jeśli jest przymocowana do wału i zawieszona w polu wytwarzanym przez magnes stały, przeciwne siły magnetyczne wytwarzają wystarczającą siłę, aby obrócić wał. Połączenie wału z mechanizmem zębatym umożliwia wykonywanie pracy, a dodanie łożysk zmniejsza tarcie i zwiększa wydajność silnika.
TL; DR (Too Long; Didnt Read)
Główne części silnika elektrycznego obejmują stojan i wirnik, szereg kół zębatych lub pasów oraz łożyska zmniejszające tarcie. Silniki prądu stałego potrzebują również komutatora do odwrócenia kierunku prądu i utrzymania obrotów silnika.
Stojan, wirnik, szczotki i komutator
Nowoczesne komercyjne silniki elektryczne, zamiast używać magnesu stałego, zwykle całkowicie polegają na elektromagnesach. Szereg małych cewek rozmieszczonych w układzie kołowym tworzy stojan, a cewki te wytwarzają stojące pole magnetyczne. Oddzielna cewka owinięta wokół zwory i przymocowana do wału tworzy wirnik, który wiruje wewnątrz pola. Ponieważ nie można przymocować drutów do obracającej się cewki, wirnik zwykle zawiera metalowe szczotki, które pozostają w kontakcie z przewodzącą powierzchnią stojana. Ta powierzchnia wraz z uzwojeniami stojana jest połączona z zaciskami zasilania znajdującymi się na obudowie silnika.
Po włączeniu zasilania energia elektryczna przepływa do cewek pola, tworząc stałe pole magnetyczne. Przepływa również przez szczotki i zasila cewkę twornika. Silniki prądu stałego, takie jak te, które działają na akumulatorze, zawierają również komutator, który jest przełącznikiem przymocowanym do wału wirnika, który odwraca pole elektryczne z każdym półobrotem wirnika. To odwrócenie pola jest konieczne, aby wirnik wirował w jednym kierunku.
••• nabihariahi / iStock / Getty ImagesKoła zębate i pasy
Sam wał silnika wirującego nie jest bardzo przydatny, chyba że chcesz go użyć do wiercenia lub do obracania łopatki wentylatora. Większość silników jest wyposażona w system kół zębatych i / lub pasów napędowych do przekształcania energii obracającego się wału w użyteczny ruch. Konfiguracja pasów lub kół zębatych może zwiększyć prędkość obrotową na sąsiednim wale, co powoduje zmniejszenie mocy lub może zwiększyć moc przy jednoczesnym zmniejszeniu prędkości obrotowej. Przekładnie ślimakowe mogą zmieniać kierunek obrotu o 90 stopni. Koła zębate i pasy umożliwiają jednemu silnikowi wykonywanie różnych funkcji jednocześnie.
Łożyska zmniejszające tarcie
Im większy silnik, tym więcej tarcia powstaje między częściami ruchomymi. Ta siła tarcia przeciwstawia się ruchowi wirnika, zmniejszając wydajność silnika i ostatecznie zużywając części. Większość silników ma łożyska między stojanem a wirnikiem, aby utrzymać wirnik w środku i zminimalizować szczelinę powietrzną. Mniejsze silniki mają łożyska kulkowe, podczas gdy duże silniki wykorzystują łożyska toczne. Łożyska wymagają okresowego smarowania, co wraz z serwisowaniem i czyszczeniem uzwojeń stojana i szczotek wirnika stanowi ważną procedurę konserwacji.