Kuinka sähkömoottori toimii? Yksinkertainen selitys
Sähköisen liikkuvuuden myötä myös sähkömoottorien aihe on entistä tärkeämpi. Mutta miten tällainen moottori toimii? Selitämme sen sinulle tässä artikkelissa.
Kuinka sähkömoottori toimii? Magneettiset kentät ja Lorentzin voima selitettiin
Sähkömoottori käyttää oleellista luonnonvoimaa - Lorentzin voimaa. Selitämme, miten tämä toimii ja miksi sähkömoottori voi tehdä tämän yksinkertaistettujen perusteiden pohjalta, ennen kuin siirrymme rakentamiseen.
- Jokaisella magneetilla on kaksi napaa: pohjoisnapa ja etelänapa. Magneettiset voimat vaikuttavat aina pohjoisesta etelänapaan ja niin kutsuttuihin ferromagneettisiin aineisiin (koboltti, rauta, nikkeli).
- Kiinteät materiaalit, kuten rauta, houkuttelevat aina magneettia. Jos kaksi magneettia on läsnä, sovelletaan kuitenkin seuraavaa: samat navat hylkivät toisiaan (etelä- ja etelänavat, pohjois- ja pohjoisnavat) - eri navat vetävät toisiaan (etelä- ja pohjoisnavat).
- Sähköllä on myös kaksi erilaista napaa. Täällä on plus- ja miinusnapa. Tätä kutsutaan sähkövaraukseksi. Plus tarkoittaa, että hiukkanen on positiivisesti varautunut. Miinus tarkoittaa, että hiukkanen on negatiivisesti varautunut.
- Vaikutusta (plus tai miinus) magneettikentän sisällä olevaan vaikutukseen kutsutaan Lorentzin voimaksi. Yksinkertaisesti sanottuna: Magneettinen pohjoisnapa hylkii plusvarauksen ja houkuttelee miinuspanoksen. Magneettinen etelänapa houkuttelee plus-varauksen ja hylkää miinuslatauksen.
- Jokainen sähkömoottori perustuu tähän. Se käyttää kestomagneetin magneettista vaikutusta sähkömagneettiin (joka on jännitteinen ja jolla on varaus).
Moottorin rakenne ja toiminta
- Niin kutsuttu staattori sijaitsee sähkömoottorin kotelon alla. Se koostuu vakaasta magneettikentästä (kestomagneetti). Tämä tarkoittaa, että pohjoisella ja etelällä olevilla navoilla on kiinteä sijainti ja ne eivät ole muuttuvia.
- Roottori (lat. Rotare = käännös) sijaitsee moottorissa, se on kiinnitetty akseliin ja on siten pyöritettävissä. Sen sähkömagneettikenttä muuttuu jatkuvasti: pohjoinen ja etelä navat vaihtavat paikkoja. Roottori on staattorin ympäröimä.
- Ankkuri on roottorin rautaydin. Roottorin kelat, joiden läpi virta virtaa, on kierretty sen ympärille. Muuttuva magneettikenttä rakennetaan näiden käämien avulla. Jos ankkuri on kestomagneetti, käämejä ei ole.
- Kommutaattori (jota kutsutaan myös napavaihtimeksi) istuu roottorin akselilla. Virta virtaa sen läpi. Kommutaattorin tehtävänä on kääntää roottorin magneettikenttä ja siten vaihtaa navat. Näin tapahtuu aina, kun tietty asema saavutetaan. Liukukoskettimet on kiinnitetty kommutaattoriin, jotka toimittavat roottorille virtaa.
- Jos sähkömoottori on nyt jännitteinen, roottoriin kertyy magneettikenttä. Vasta silloin siitä tulee pyörivä sähkömagneetti.
- Edellä kuvatun periaatteen mukaan, että samat navat hylkivät aina toisiaan, roottori alkaa kääntyä. Kommutaattori asettaa aina roottorin sähkömagneettisen kentän siten, että roottorin pohjoisnapa ja staattorin pohjoisnapa (analoginen etelänavan kanssa) ovat vastakkain. Yksinkertaisesti sanottuna roottorin napaisuus muuttuu jokaisen puolen kierroksen jälkeen. Muuten pohjoisnapa ja etelänapa kohtaavat toisiaan ja moottori pysähtyy.
- Sähkömoottorista on myös vaihtoehto ilman kommutaattoria. Vaihtovirtamoottoreilla magneettikenttä muuttuu rytmissä roottorin nopeuden kanssa. Samat pylväät kohtaavat toisiaan "automaattisesti". Tässä tapauksessa rakenne on hiukan erilainen. Perusosat säilytetään.
Lisää aiheesta EFahrer.com
Kaikkea sähköautoista: Löydät nykyiset testit ja aluelaskurin e-liikkuvuusportaalista EFahrer.com. Sieltä löydät myös suuren neuvonta-alueen sähköautojen ympärillä.
Tuleeko läpimurto pian? Seuraavasta artikkelista voit lukea, voisiko langattomasta latauksesta pian tulla todellisuutta sähköautossa.