Elektromotor: Was ist das?
Was ist ein Elektromotor?
Ein Elektromotor (oder elektrischer Motor) ist eine elektrische Maschine, die elektrische Energie in mechanische Energie umwandelt. Die meisten Elektromotoren arbeiten durch die Wechselwirkung zwischen dem magnetischen Feld des Motors und dem elektrischen Strom in einer Drahtwicklung. Diese Wechselwirkung erzeugt eine Kraft (gemäß dem Faradayschen Induktionsgesetz) in Form eines Drehmoments, das auf die Welle des Motors ausgeübt wird.
Elektromotoren können von Gleichstrom-Quellen wie Batterien oder Gleichrichtern betrieben werden. Oder von Wechselstrom-Quellen wie Inverter, elektrische Generatoren oder einem Stromnetz.
Motoren sind der Grund, warum wir viele der Technologien genießen, die wir im 21. Jahrhundert haben.
Ohne den Motor hätten wir noch im Zeitalter von Sir Thomas Edison gelebt, wo der einzige Zweck der Elektrizität darin bestanden hätte, Glühbirnen zu beleuchten.
Elektromotoren finden sich in Autos, Zügen, Werkzeugen, Ventilatoren, Klimaanlagen, Haushaltsgeräten, Festplattenlaufwerken und vielem mehr. Einige elektrische Uhren verwenden sogar kleine Motoren.
Es gibt verschiedene Arten von Motoren, die für unterschiedliche Zwecke entwickelt wurden.
Das grundlegende Prinzip, das dem Funktionieren eines elektrischen Motors zugrunde liegt, ist das Faradaysche Induktionsgesetz.
Das bedeutet, dass eine Kraft entsteht, wenn ein Wechselstrom mit einem sich ändernden magnetischen Feld interagiert.
Seit der Erfindung von Motoren haben in diesem Bereich der Ingenieurwissenschaft viele Fortschritte stattgefunden, und es ist zu einem Thema von extremer Bedeutung für moderne Ingenieure geworden.
Im Folgenden diskutieren wir alle wichtigen elektrischen Motoren, die in der heutigen Zeit verwendet werden.
Arten von Elektromotoren
Die verschiedenen Arten von Motoren umfassen:
Gleichstrommotoren
Synchronmotoren
Dreiphasen-Induktionsmotoren (eine Art von Induktionsmotor)
Einsphasen-Induktionsmotoren (eine Art von Induktionsmotor)
Andere spezielle, hochspezifische Motoren
Die Motoren sind in der folgenden Abbildung klassifiziert:
Von den vier grundlegenden Klassifikationen von Motoren, die oben erwähnt wurden, ist der Gleichstrommotor, wie der Name schon sagt, der einzige, der von Gleichstrom angetrieben wird.
Es ist die primitivste Version des Elektromotors, bei der das Drehmoment durch den Fluss von Strom durch einen Leiter innerhalb eines Magnetfeldes erzeugt wird.
Der Rest sind alles Wechselstrom-Elektromotoren, die von Wechselstrom angetrieben werden, z.B. der Synchronmotor, der immer mit der Synchrongeschwindigkeit läuft.
Hier ist der Rotor ein Elektromagnet, der magnetisch mit dem rotierenden Magnetfeld des Stators verbunden ist und mit ihm rotiert. Die Geschwindigkeit dieser Maschinen wird durch die Veränderung der Frequenz (f) und der Anzahl der Pole (P) variiert, da Ns = 120 f/P.
In einer anderen Art von Wechselstrommotor schneidet das rotierende Magnetfeld die Rotorleiter, wodurch Ströme in diesen kurzgeschlossenen Rotorleitern induziert werden.
Durch die Wechselwirkung des Magnetfeldes und dieser kreisenden Ströme beginnt der Rotor zu rotieren und setzt seine Rotation fort.
Dies ist ein Induktionsmotor, der auch als asynchroner Motor bekannt ist, der mit einer Geschwindigkeit kleiner als seiner Synchrongeschwindigkeit läuft, und dessen Drehmoment und Geschwindigkeit durch die Variation des Schlupfs gesteuert wird, der die Differenz zwischen der Synchrongeschwindigkeit Ns und der Rotorgeschwindigkeit Nr,
Er arbeitet nach dem Prinzip der EMF-Induktion aufgrund der variierenden Flussdichte. Daher stammt der Name Induktionsmaschine.
Einsphasen-Induktionsmotoren, wie der Dreiphasenmotor, laufen nach dem Prinzip der EMF-Induktion aufgrund des Flusses.
Im Gegensatz zu Dreiphasenmotoren laufen Einsphasenmotoren mit einer Einsphasenversorgung.
Die Startmethoden von Einsphasenmotoren werden durch zwei gut etablierte Theorien geregelt, nämlich die Doppel-Drehfeldtheorie und die Querfeldtheorie.
Neben den vier grundlegenden Arten von Motoren, die oben erwähnt wurden, gibt es mehrere Arten von speziellen Elektromotoren.
Diese umfassen Lineare Induktionsmotoren (LIM), Hysterese-Motoren, Schrittmotoren und Servomotoren.
