Varukorgen är tom

Webbshop

Antal: 0

Totalt: 0,00

0

Elektriska motorer

Elektriska motorer

Elmotorer finns överallt i samhället, låt oss lära oss om de olika typerna.

Fysik

Nyckelord

elektromotor, elektromagnetisk induktion, induktion, motor, elektrisk motor, AC motor, högerhandsregeln, elektromagnet, magnetiska fältlinjer, inducerad ström, likström, spole, elektrisk ström, magnetiskt fält, magnetisk kraft, järnkärna, maskin, Energi, växelström, elektro, fysik, elektrisk, el

Relaterade objekt

Scener

Interaktion mellan elektrisk ström och ett magnetfält

  • strömförande ledningstråd
  • magnetiska fältlinjer - Grafisk representation som beskriver magnetfältets struktur. Tätheten i linjen indikerar storleken på magnetfältets induktion medan linjens riktning indikerar den inducerade strömmens riktning.

Alla elektriska motorer utnyttjar den magnetiska effekten i elektrisk ström. När ström flödar genom en ledningstråd skapas ett magnetfält runt tråden. Magnetfältet har samma effekt på en permanentmagnet som en annan permanentmagnet skulle haft, men med den fördelen att magnetfältet är justerbart.
Styrkan i det genererade magnetfältet beror på strömstyrkan i ledningstråden och på avståndet från tråden medan magnetfältets riktning beror på strömriktningen.

Loopad ledningstråd

  • strömförande ledningstråd
  • magnetiska fältlinjer - Grafisk representation som beskriver magnetfältets struktur. Tätheten i linjen indikerar storleken på magnetfältets induktion medan linjens riktning indikerar den inducerade strömmens riktning.

Spolen som elektromagnet

  • strömförande ledningstråd - Magnetfältets styrka kan kontrolleras genom att styrkan på strömmen som flödar i tråden justeras.
  • magnetiska fältlinjer - De koncentreras inne i looparna som skapas av de strömförande trådarna, vilket innebär att magnetfältet blir starkare där.
  • järnkärna - Magnetfältets styrka påverkas av vilket material som finns i spolens kärna.

Magnetfältet som produceras av den elektriska strömmen kan stärkas genom att den strömförande ledningstråden böjs. På det här sättet koncentreras de magnetiska fältlinjerna inne i öglan som bildas. Magnetfältet kan stärkas ytterligare genom att man skapar en spole, det vill säga genom att linda ledningstråden runt en stav av magnetiserbart material, till exempel en järnkärna. På så sätt blir spolen en elektromagnet, dessa återfinns i alla elektriska motorer.

Induktion

  • spole
  • rörlig magnet
  • amperemeter

Elektrisk ström kan inducera ett magnetfält men ett magnetfält kan också inducera elektrisk ström. Detta fenomen kallas elektromagnetisk induktion.

Elektrisk ström kan endast induceras av ett föränderligt magnetfält. Om magnetfältet runt en spole förändras, i nduceras elektrisk spänning i spolen, vilket resulterar i elektrisk ström.
Den resulterande strömmen producerar också ett magnetfält och de två magnetfälten kan interagera med varandra.

Likströmsmotor

  • permanentmagnet
  • spole - När elektrisk ström appliceras på en metallspole genereras ett magnetfält runt spolen och spolen blir en elektromagnet. Den kommer att börja rotera för att försöka justera sig själv i förhållande till statorns permanenta magnetfälts poler.
  • kommutator - Kommutatorn roterar tillsammans med växelströmsmotorns rotor. Den förses med elektrisk ström genom borstarna och vidareförmedlar den till rotorns spolar. I de enklaste växelströmsmotorerna finns det två poler, därför består kommutatorn av två segment. När kommutatorn roterar byter den elektriska strömmens poler plats varje halvvarv.
  • borste - Elektrisk ström leds till kommutatorn och sedan vidare till spolen via borstarna. Borstarna är vanligtvis gjorda av kol.
  • järnkärna - Järnkärnans uppgift är att stärka magnetfältet som induceras av spolen.
  • isolering

Det finns två huvudsakliga typer av elektriska motorer: likströmsmotorer (DC) och växelströmsmotorer (AC).

Precis som namnet antyder drivs likströmsmotorer av likström, antingen via ett batteri eller med en extern strömkälla. I de enklaste likströmsmotorerna är statorn en permanentmagnet och rotorn en elektromagnet, det vill säga en spole.

Strömmen appliceras på den roterande spolen via borstar och en kommutator. Som ett resultat av att den elektriska strömmen påförs spolen, blir spolen en magnet. Den roterar för att justera sig i förhållande till permanentmagnetens polaritet. Men polerna i statorn byter hela tiden plats och spolen fortsätter därför att rotera för att försöka justera sig till statorns motsatta pol, vilket gör att motorn snurrar.

Vanligtvis används flera spolar i rotorn så även kommutatorn har flera poler, detta säkerställer en jämnare drift.

Nackdelen med likströmsmotorer är att borstarna slits och måste bytas ut så småningom. Koldamm lossnar också från borstarna vilket kan orsaka kortslutning. Dessutom är likströmsmotorer bullriga.

Synkronmotor

  • rotor - Rotorns permanentmagnet försöker följa statorns roterande magnetfält.
  • stator - Statorns spolar genererar ett roterande magnetfält.
  • styrelektronik - Den skapar en fasskillnad mellan de olika spolarna.
  • växelström

En annan vanlig typ av elektrisk motor är växelströmsmotorerna, de kan var synkrona eller asynkrona.

Växelström, som regelbundet byter riktning, appliceras på rotorn i synkronmotorn. Denna typ av ström kan komma från elnätet eller genereras elektroniskt. Om strömmen i statorns spolar inte växlas i samma fas genereras ett roterande magnetfält. Fasskillnaden kan skapas antingen genom användandet av kondensatorer eller av mer komplexa styrsystem. Rotorn innehåller oftast permanentmagneter men den kan också innehålla spolar (dessa förses i så fall med likström från en extern källa). Rotorns magnet försöker följa statorns magnetfält och roterar därför med detta.

Synkronmotorer kan endast arbeta med en hastighet som motsvarar frekvensen hos den elektriska strömmen som driver dem. När en synkronmotor arbetar under belastning faller rotorn tillbaka i fas med en viss vinkel i relation till statorpolen, men båda håller samma synkrona hastighet. Om belastningen ökar, ökar även vinkeln. Om motorn hastigt överbelastas, kommer rotorns och statorns poler att falla ur synkroniseringen och motorn stannar.

Synkronmotorer är inte självstartande, utan kräver en startmekanism. De flesta synkronmotorer startas av en induktionsmekanism och växlar till synkronläge först när de når synkroniseringshastigheten.

När det gäller fordon som drivs med elmotor, kontrolleras frekvensen på växelströmmen, som matar synkronmotorn, elektroniskt i enlighet med fordonets önskade hastighet. Eftersom växelströmmen i moderna elfordon alstras från likström genom en elektronisk krets, kan dessa motorer betraktas som likströmsmotorer. De kallas också borstlösa likströmsmotorer eller BLDC-motorer.

Fördelarna med synkronmotorer framför borstade likströmsmotorer är att de inte har någon borste som kan slitas ut eller producera koldamm. De är effektiva och nästan ljudlösa.

Asynkronmotor

  • rotor - Den kan också bestå av en enkel metallcylinder i vilken den elektriska strömmen induceras av det föränderliga magnetfältet.
  • stator - Statorns spolar genererar ett roterande magnetfält.
  • styrelektronik - Den skapar en fasskillnad mellan de olika spolarna.

Funktionsprincipen i asynkronmotorer bygger på induktion så de kallas även induktionsmotorer.

Asynkronmotorer har också en stator och en rotor. Statorn består av flera spolar på vilka växelström appliceras. Rotorn kan vara en metallcylinder eller en kortsluten spole, det vill säga en spole som inte tillförs ström från någon extern strömkälla.

Asynkronmotorn fungerar enligt följande:

1. Växelströmmen flödar i olika faser i de olika statorspolarna, detta framkallar ett roterande magnetfält runt spolarna.

2. Det roterande magnetfältet inducerar elektrisk ström i rotorn.

3. Den inducerade elektriska strömmen genererar ytterligare ett magnetfält, runt rotorn.

4. De två magnetfälten interagerar med varandra så rotorn försöker justera sig till det externa magnetfältet. Eftersom magnetfältet roterar klarar inte rotorn att komma ikapp, vilket innebär att den roterar konstant.

Ett roterande magnetfält genereras bara när den elektriska strömmen i statorns spolar är i olika faser. Om motorn drivs med trefas växelström måste statorns spolar anslutas i serie med olika faser för att ge ett roterande magnetfält. Om motorn drivs med enfasström kontrolleras fasskiftningen mellan de externa spolarna av kondensatorer eller mer avancerad styrelektronik.

Driften av asynkronmotorer är mindre komplicerad än den av synkronmotorer eftersom de inte stannar när belastningen ökar.

Linjärmotor

  • stator - Den består av permanentmagneter.
  • rotor - Den består av spolar.
  • sensor

Båda typerna av växelströmsmotorer finns också i linjära versioner, kända som linjär induktionsmotor (LIM) och linjär asynkronmotor (LSM). Dessa motorers funktion leder inte till någon rotationsrörelse utan till en linjär rörelse.

Funktionsprincipen är den samma som för en roterande motor förutom att både statorn och rotorn är arrangerade längs en rak linje. En annan skillnad är att spolarna, och inte de magnetiska delarna, oftast sitter i den rörliga delen.

I LIM-motorn appliceras en trefas växelström på den rörliga spolraden. Detta skapar ett rörligt magnetfält vilket inducerar ström i den stationära metallrälen vars magnetfält driver motorns rörliga delar, vari spolarna sitter.

I system som använder LSM-motorer är rälen försedd med magneter på rad och växelströmmen, som flödar i den rörliga delens spolar, måste ändras i enlighet med rörelseriktningen så att den alltid når nästa magnet i rätt fas. Det kan bara uppnås med sensorer och styrelektronik.

Stegmotor

  • rotor - Den kan också bestå av en enkel metallcylinder i vilken den elektriska strömmen induceras av det föränderliga magnetfältet.
  • stator - Statorns spolar genererar ett roterande magnetfält.
  • styrelektronik - Den skapar en fasskillnad mellan de olika spolarna.

Stegmotorn är mycket användbar i apparater där det är nödvändigt att veta den exakta vinkeln (eller steget) vid vilken motorn roterar som resultat av en specifik mängd elektrisk ström.

Denna typ av motor används för att röra till exempel armarna på en robot eller komponenterna i apparater som kopieringsmaskiner eller skrivare. Rotorn i stegmotorer består av permanentmagneter medan statorn består av elektromagneter. Den senare förses separat med elektrisk ström av styrelektroniken, i enlighet med den önskade vinkeln.

Ju fler permanentmagneter som finns i rotorn, och elektromagneter i statorn, desto mindre är vinkeln i vilken motorn kan rotera steg för steg. Detta tillåter motorn att rotera mer exakt i den önskade riktningen.

Motorns precision kan också ökas genom att magneterna i rotorn och järnkärnorna i elektromagneterna förses med kuggar. Precisionen kan ökas ytterligare genom en exakt förändring av styrströmmen som matas i spolarna.

Berättarröst

Elmotorer finns överallt i samhället. Det finns många olika typer men alla elektriska motorer utnyttjar den magnetiska effekten i elektrisk ström.

När ström flödar genom en ledningstråd skapas ett magnetfält runt tråden.
Styrkan i det genererade magnetfältet beror på strömstyrkan i ledningstråden och på avståndet från tråden medan magnetfältets riktning beror på strömriktningen.

Magnetfältet som produceras av den elektriska strömmen kan stärkas genom att den strömförande ledningstråden lindas i loopar till en spole. På så sätt blir spolen en elektromagnet, dessa återfinns i alla elektriska motorer. Elektromagnetens styrka och dess polers position kan regleras genom den elektriska strömmen som strömmar genom den.

Elektrisk ström kan inducera ett magnetfält men ett magnetfält kan också skapa elektrisk ström. Detta fenomen kallas elektromagnetisk induktion.
Elektrisk ström kan endast induceras av ett föränderligt magnetfält. Om magnetfältet runt en spole förändras, induceras elektrisk spänning i spolen, vilket resulterar i elektrisk ström.
Den resulterande strömmen producerar också ett magnetfält och de två magnetfälten kan interagera med varandra. Vissa elektriska motorer utnyttjar detta fenomen.

Det finns två huvudsakliga typer av elektriska motorer: likströmsmotorer (DC) och växelströmsmotorer (AC).
Precis som namnet antyder drivs likströmsmotorer av likström, statorn är en permanentmagnet och rotorn en elektromagnet.
Strömmen appliceras på den roterande spolen via borstar och en kommutator. Som ett resultat av att den elektriska strömmen påförs spolen, blir spolen en magnet. Den roterar för att justera sig i förhållande till permanentmagnetens polaritet. Men polerna i statorn byter hela tiden plats och spolen fortsätter då rotera för att försöka justera sig till statorns motsatta pol, vilket gör att motorn snurrar.

En annan vanlig typ av elektrisk motor är växelströmsmotorerna, de kan var synkrona eller asynkrona.
Växelström, som regelbundet byter riktning, appliceras på rotorn i synkronmotorn. Växelströmmen kan komma från elnätet eller genereras elektroniskt. När strömmen i statorns spolar alterneras i olika faser genereras ett roterande magnetfält. Rotorns magnet försöker följa statorns magnetfält och roterar därför med detta.
Synkronmotorer kan endast arbeta med en hastighet som motsvarar frekvensen hos den elektriska strömmen som driver dem. Om motorn hastigt överbelastas, kommer rotorns och statorns poler att falla ur synkroniseringen och motorn stannar.
Eftersom växelströmmen i moderna motordrivna elfordon alstras från likström genom en elektronisk krets, kan dessa motorer betraktas som likströmsmotorer. De kallas också borstlösa likströmsmotorer eller BLDC-motorer.

Funktionsprincipen i asynkronmotorer bygger på induktion.
Asynkronmotorer har också en stator och en rotor. Statorn består av flera spolar på vilka växelström appliceras. Rotorn kan vara en enkel metallcylinder eller en kortsluten spole, det vill säga en spole som inte tillförs ström från någon extern strömkälla, strömmen induceras istället i den.
Växelströmmen flödar i olika faser i de olika statorspolarna, detta framkallar ett roterande magnetfält runt spolarna. Det roterande magnetfältet inducerar elektrisk ström i rotorn.
Den inducerade elektriska strömmen genererar ytterligare ett magnetfält, runt rotorn.
De två magnetfälten interagerar med varandra så rotorn försöker justera sig till det externa magnetfältet men eftersom magnetfältet roterar klarar inte rotorn att komma ikapp, vilket innebär att den roterar konstant.
Driften av asynkronmotorer är mindre komplicerad än den av synkronmotorer eftersom asynkronmotorer inte stannar när belastningen ökar.

Båda typerna av växelströmsmotorer finns också i linjära versioner, kända som linjär induktionsmotor (LIM) och linjär asynkronmotor (LSM). Dessa motorers funktion leder inte till någon rotationsrörelse utan till en linjär rörelse.
Funktionsprincipen är den samma som för en roterande motor förutom att både statorn och rotorn är arrangerade längs en rak linje.

Stegmotorn är mycket användbar i apparater där det är nödvändigt att veta den exakta vinkeln (eller steget) vid vilken motorn roterar som resultat av en specifik mängd elektrisk ström.
Denna typ av motor används för att röra till exempel armarna på en robot eller komponenterna i apparater som kopieringsmaskiner eller skrivare. Rotorn i stegmotorer består av permanentmagneter medan statorn består av elektromagneter. De senare förses separat med elektrisk ström av styrelektroniken, i enlighet med den önskade vinkeln.

Relaterade objekt

Alstrande av växelström

Elektrisk ström kan alstras genom att ett ankare roteras i ett magnetfält.

Generatorer och elmotorer

Medan en generator omvandlar mekanisk energi till elektrisk energi, omvandlar en elmotor elektrisk energi till mekanisk energi.

Likströmsmotor

Likströmsmotorn består av en permanent magnet och en spole, placerad inne i magneten, var i elektrisk ström flödar.

Elektrisk ringklocka

Mekanisk ringklocka som fungerar med hjälp av en elektromagnet.

Kondensator

Kondensatorer lagrar elektrisk energi i form av elektrisk laddning.

Dynamo (gymnasienivå)

En dynamo omvandlar mekanisk energi till elektrisk likström.

Magnetron

En av de viktigaste beståndsdelarna i en mikrovågsugn är magnetronen, den producerar mikrovågorna.

Nikola Teslas laboratorium (Shoreham, USA)

Denna ingenjör och uppfinnare, som huvudsakligen sysslade med elektroteknik, var utan tvekan en av de starkast lysande stjärnorna under den andra...

Transformator

En transformator är en anordning som används för att omvandla spänningen i elektrisk ström.

Elbil

Tesla Model S är en av de första kommersiellt tillgängliga elbilarna.

Hur fungerar en hårtork?

Denna animation visar hur en hårtork fungerar.

Hur fungerar en laserskrivare?

Denna animation visar hur en laserskrivare fungerar.

Maglevtåg

Maglevtåget är ett av de modernaste transportmedlen och det kan färdas i hastigheter över 400 km/h.

Miljövänliga fordon

Genom att kombinera en konventionell förbränningsmotor med ett elektriskt framdrivningssystem kan man minska utsläppen.

Added to your cart.