Sähkömoottori: Mikä se on?

Mikä on sähkömoottori?

Sähkömoottori (tai sähköinen moottori) on sähkökone, joka muuttaa sähköenergian mekaaniseksi energiaksi. Useimmat sähkömoottorit toimivat moottorin magneettikentän ja johtokieruksen sähkövirtan välisen vuorovaikutuksen kautta. Tämä vuorovaikutus luo voiman (Faradayn lain mukaan) muodossa vääntö, joka kohdistetaan moottorin vaakasuuntaan.

Sähkömoottoreita voidaan ajaa suoraan virtaavien (DC) lähteiden, kuten akkujen tai suoristajien, avulla. Vaihtovirta (AC) lähteet, kuten inverterit, sähkögeneraattorit tai sähköverkko, myös mahdollistavat moottorien toiminnan.

Moottorit ovat syynä moniin teknologioihin, joista nautimme 21. vuosisadassa.

Ilman moottoria olisimme edelleen Sir Thomas Edisons ajan eli sähkön ainoana tarkoituksena olisi ollut valaisimet.

Sähkömoottoreita löytyy autoissa, junissa, työkaluissa, tuuliasuissa, ilmastointilaitteissa, kotitaloustekniikassa, kiintolevyjen ajoissa ja paljon muussa. Jotkut sähköiset kellotkin käyttävät pientä moottoria.

On kehitetty erilaisia moottorityyppejä eri tarkoituksiin.

Sähkömoottorin toiminnan perustava periaate on Faradayn induktiolaki.

Tämä tarkoittaa, että voima syntyy vaihtovirran ja muuttuvan magneettikentän välinen vuorovaikutus.

Moottoreiden keksimisen jälkeen tässä insinööritaidon alalla on tapahtunut paljon edistystä, ja se on tullut merkittäväksi aiheeksi nykyisille insinööreille.

Alla käsittelemme kaikkia tärkeimpiä sähkömoottoreita, joita nykyään käytetään.

Sähkömoottorien tyypit

Eri tyyppejä olevat moottorit sisältävät:

• Suoraan virtaavat moottorit (DC)

• Synkronimoottorit

• 3-faasinduktiomotot (yksi induktiomoton)

• Yhden faasin induktiomotot (yksi induktiomoton)

• Muut erityyppiset, hyvin spesifiset moottorit

Moottorit on luokiteltu alla olevaan kaavioon:

Näistä neljästä perusluokittelusta moottorien luokittelusta, suoraan virtaava moottori (DC) on ainoa, jota ohjataan suoraan virtaavalla sähköllä.

Se on vanhin versio sähkömoottorista, jossa pyöreä vääntö tuotetaan virran kulkuun johtokieruksessa magneettikentässä.

Loput ovat kaikki vaihtovirtamoottoreita, jotka ohjataan vaihtovirtaolla, esimerkiksi synkronimoottori, joka aina pyörii synkroninopeudella.

Tässä rotor on sähkömagneetti, joka on magneettisesti lukittu statorin pyörimässä magneettikentässä ja pyörähtää sen kanssa. Nämä koneet nopeutta muutetaan vaihtamalla taajuutta (f) ja polttopistelukuja (P), sillä Ns = 120 f/P.

Toisessa AC-moottorin tyypissä pyörimä magneettikenttä leikkaa rotorin johtimia, mikä aiheuttaa virtapiirin rotorin lyhytsuunnitelluissa johtimissa.

Magneettikentän ja näiden virtapiirien vuorovaikutuksen vuoksi rotor alkaa pyöriä ja jatkaa pyörimistä.

Tämä on induktiomoottori, jota myös kutsutaan epäsynnynnöksi, joka pyörii nopeammalla kuin sen synkroninopeus, ja pyörimä vääntö ja nopeus ohjataan vaihtamalla liukumäärää, joka antaa erotuksen synkroninopeuden Ns ja rotorin nopeuden Nr,

Se toimii EMF-induktion periaatteella vaihtelevan fluxitiheyden vuoksi. Siksi se on nimetty induktiokoneeksi.

Yhden faasin induktiomotot, kuten 3-faasimotot, toimivat EMF-induktion periaatteella fluxin vuoksi.

Mutta erona 3-faasimotteihin yhden faasin motot toimivat yhden faasin sähkövoimalla.

Yhden faasin mottojen käynnistysmenetelmät ohjautuvat kahdella tunnetulla teorialla, nimittäin kaksinkertaiseen kiertokenttäteoriaan ja ristikkäisteknologiaan.

Edellä mainittujen neljän perusmoottorin lisäksi on useita erityyppisiä sähkömoottoreita.

Nämä sisältävät lineaarisia induktiomotteja (LIM), hysteresismotteja, askelmoottoreita, ja servomoottoreita.

Jokaisella näistä moottoreista on erityispiirteitä, jotka on kehitetty vastaamaan teollisuuden tarpeita tai erityisen laitteen käyttötarkoitusta.