Hogyan működik az elektromos motor? Egyszerű magyarázat
Az e-mobilitás megjelenésével az elektromos motorok témája egyre fontosabbá válik. De hogyan működik egy ilyen motor? Magyarázatot adunk Önnek ebben a cikkben.
Hogyan működik az elektromos motor? A mágneses terek és a Lorentz-erő magyarázata
Az elektromos motor egy alapvető természeti erőt - a Lorentz-erőt használ fel. Elmagyarázzuk, hogy ez hogyan működik, és miért képes egy villamos motor ezt megtenni az egyszerűsített alapok alapján, mielőtt építésbe megyünk.
- Minden mágnesnek két pólusa van: az északi és a déli. A mágneses erők mindig északról déli pólusra és úgynevezett ferromágneses anyagokra (kobalt, vas, nikkel) hatnak.
- A szilárd anyagokat, például a vasat, mindig vonzza a mágnes. Ha két mágnes van jelen, az alábbiak vonatkoznak: ugyanazok a pólusok taszítják egymást (déli és déli pólusok, északi és északi pólusok) - különböző pólusok vonzzák egymást (déli és északi pólusok).
- Az elektromosságnak szintén két különböző pólusa van. Itt van egy plusz és mínusz pólus. Ezt elektromos töltésnek hívják. Plusz azt jelenti, hogy egy részecske pozitív töltésű. Mínusz azt jelenti, hogy egy részecske negatív töltésű.
- A mágneses mező egy töltésre gyakorolt hatását (plusz vagy mínusz) Lorentz erőnek nevezzük. Egyszerűen fogalmazva: A mágneses északi pólus visszaszorítja a plusz töltést, és vonzza a mínusz töltést. A mágneses déli pólus vonzza a plusz töltést, és taszítja a mínusz töltést.
- Minden villanymotor erre épül. Egy állandó mágnes mágneses hatását használja fel egy elektromágnesre (amely feszültség alatt áll és töltéssel rendelkezik).
A motor felépítése és funkciója
- Az úgynevezett állórész egy villanymotor házának alatt helyezkedik el. Stabil mágneses mezőből (állandó mágnesből) áll. Ez azt jelenti, hogy az északi és a déli pólusok rögzített helyen vannak, és nem változtathatók.
- A forgórész (lat. Rotare = fordulat) maga a motorban található, egy tengelyhez van rögzítve, ezért forgatható. Elektromos mágneses tere folyamatosan változik: az északi és a déli pólusok helyet cserélnek. A forgórészt az állórész veszi körül.
- A horgony a forgórész vasmaga. A forgórész tekercsei, amelyeken keresztül az áram áramlik, körül vannak tekercselve. A változó mágneses teret ezekkel a tekercsekkel építik fel. Ha az armatúra állandó mágnes, akkor nincs tekercs.
- A kommutátor (más néven pólusváltó) a forgórész tengelyén ül. Az áram átfolyik rajta. A kommutátor feladata a forgórész mágneses mezőjének elforgatása és ezáltal a pólusok cseréje. Ez mindig akkor történik, ha egy bizonyos pozíciót elérnek. A kommutátorhoz csúszó érintkezők vannak csatlakoztatva, amelyek árammal látják el a forgórészt.
- Ha az elektromos motor feszültség alatt áll, a mágneses mező felhalmozódik a forgórészben. Csak ekkor válik forgó elektromágnessé.
- A fentebb leírt elv szerint, amely szerint ugyanazok a pólusok mindig taszítják egymást, a forgórész elkezdi forogni. A kommutátor mindig úgy állítja be a rotor elektromágneses mezőjét, hogy a forgórész északi pólusa és az állórész északi pólusa (a déli pólus analógjával) egymással szemben legyen. Egyszerűen fogalmazva: a forgórész polaritása minden fél forduló után megváltozik. Ellenkező esetben az északi sarok és a déli pólus egymással szemben áll, és a motor leáll.
- Van még egy változat az elektromotorról kommutátor nélkül. Váltóáramú motorok esetén a mágneses mező ritmusában változik a forgórész sebességével. Ugyanazok a pólusok "automatikusan" néznek egymással szemben. Ebben az esetben a szerkezet kissé eltér. Az alap alkatrészek megmaradnak.
Többet a témáról az EFahrer.com oldalon
Minden, ami az elektromos autókról szól: Az EFahrer.com e-mobilitási portálon megtalálhatja az aktuális teszteket és a távolságszámológépet. Itt található egy nagy tanácsadó terület az elektromos autók körül is.
Hamarosan áttörés történik? A következő cikkben elolvashatja, hogy a vezeték nélküli töltés hamarosan valósággá válhat-e egy elektromos autóban.