Содержание
- TL; DR (слишком долго; не читал)
- Статор, ротор, щетки и коммутатор
- Шестерни и ремни
- Подшипники для уменьшения трения
Электродвигатели основаны на электромагнитной индукции, явление, открытое в начале 1800-х годов физиком Майклом Фарадеем. Он обнаружил, что перемещение магнита через тороид, вокруг которого он обмотал проводящий провод, генерировало электрический ток в проводе. Электродвигатели используют эту идею в обратном направлении. Когда ток проходит через катушку, катушка становится намагниченной, и если она прикреплена к валу и подвешена в поле, создаваемом постоянным магнитом, противоположные магнитные силы создают достаточно силы, чтобы повернуть вал. Соединение вала с зубчатым механизмом делает его способным выполнять работу, а добавление подшипников снижает трение и повышает КПД двигателя.
TL; DR (слишком долго; не читал)
Основные части электродвигателя включают в себя статор и ротор, ряд зубчатых колес или ремней и подшипники для уменьшения трения. Двигателям постоянного тока также необходим коммутатор для изменения направления тока и поддержания вращения двигателя.
Статор, ротор, щетки и коммутатор
Вместо того, чтобы использовать постоянный магнит, современные коммерческие электродвигатели обычно полностью полагаются на электромагниты. Ряд маленьких катушек, расположенных в круговой конфигурации, образует статор, и эти катушки генерируют постоянное магнитное поле. Отдельная катушка, намотанная на якорь и прикрепленная к валу, образует ротор, который вращается внутри поля. Поскольку вы не можете прикрепить провода к вращающейся катушке, ротор обычно содержит металлические щетки, которые остаются в контакте с проводящей поверхностью статора. Эта поверхность вместе с обмотками статора соединена с силовыми клеммами, расположенными на корпусе двигателя.
Когда вы включаете питание, электричество течет в полевые катушки, создавая постоянное магнитное поле. Он также протекает через щетки и питает катушку якоря. Двигатели постоянного тока, такие как те, которые работают от батареи, также включают в себя коммутатор, который представляет собой переключатель, прикрепленный к валу ротора, который изменяет электрическое поле при каждой половине вращения ротора. Это изменение поля необходимо для поддержания вращения ротора в одном направлении.
••• набихариахи / iStock / Getty ImagesШестерни и ремни
Сам по себе вращающийся вал двигателя не очень полезен, если только вы не хотите использовать его для сверления или вращения лопасти вентилятора. Большинство двигателей включают в себя систему зубчатых колес и / или приводных ремней для преобразования энергии вращающегося вала в полезное движение. Конфигурация ремней или зубчатых колес может увеличить скорость вращения на соседнем валу, что приводит к снижению мощности, или это может увеличить мощность при уменьшении скорости вращения. Червячные передачи могут изменять направление вращения на 90 градусов. Зубчатые передачи и ремни позволяют одному двигателю одновременно выполнять различные функции.
Подшипники для уменьшения трения
Чем больше двигатель, тем больше трения между движущимися частями. Эта сила трения противодействует движению ротора, снижая эффективность двигателя и, в конечном итоге, изнашивая детали. Большинство двигателей имеют подшипники между статором и ротором, чтобы удерживать ротор в центре и минимизировать воздушный зазор. Меньшие двигатели имеют шариковые подшипники, в то время как большие двигатели используют роликовые подшипники. Подшипники требуют периодической смазки, что наряду с обслуживанием и очисткой обмоток статора и щеток ротора является важной процедурой технического обслуживания.