Bei einem Elektromotor dreht sich alles um Magnete und Magnetismus: Ein Motor verwendet Magnete, um Bewegung zu erzeugen. Wer schon einmal mit Magneten gespielt hat, kennt das Grundgesetz aller Magnete: Gegensätze ziehen sich an und mögen sich abstoßen. Wenn Sie also zwei Stabmagnete haben, deren Enden mit "Nord" und "Süd" gekennzeichnet sind, zieht das Nordende des einen Magneten das Südende des anderen an. Auf der anderen Seite stößt das nördliche Ende des einen Magneten das nördliche Ende des anderen ab (und ähnlich stößt der Süden den Süden ab). Im Inneren eines Elektromotors erzeugen diese anziehenden und abstoßenden Kräfte eine Rotationsbewegung.
Im obigen Diagramm sehen Sie zwei Magnete im Motor: Der Anker (oder Rotor) ist ein Elektromagnet, während der Feldmagnet ein Permanentmagnet ist (der Feldmagnet könnte auch ein Elektromagnet sein, aber in den meisten kleinen Motoren ist dies nicht der Fall.) nicht um Strom zu sparen).
TUm zu verstehen, wie ein Elektromotor funktioniert, ist es wichtig zu verstehen, wie der Elektromagnet funktioniert. (Siehe Funktionsweise von Elektromagneten für vollständige Details.)
Ein Elektromagnet ist die Basis eines Elektromotors. Sie können verstehen, wie die Dinge im Motor funktionieren, indem Sie sich das folgende Szenario vorstellen. Angenommen, Sie haben einen einfachen Elektromagneten hergestellt, indem Sie 100 Drahtschleifen um einen Nagel wickeln und ihn an eine Batterie anschließen. Der Nagel würde zu einem Magneten werden und einen Nord- und einen Südpol haben, während die Batterie angeschlossen ist.
Nehmen Sie nun Ihren Nagel-Elektromagneten, führen Sie eine Achse durch die Mitte und hängen Sie ihn in der Mitte eines Hufeisenmagneten auf, wie in der Abbildung unten gezeigt. Wenn Sie eine Batterie so an den Elektromagneten anbringen, dass das nördliche Ende des Nagels wie abgebildet aussieht, sagt Ihnen das Grundgesetz des Magnetismus, was passieren würde: Das nördliche Ende des Elektromagneten würde vom nördlichen Ende des Hufeisenmagneten abgestoßen und vom südlichen Ende des Hufeisenmagneten angezogen. Das südliche Ende des Elektromagneten würde auf ähnliche Weise abgestoßen. Der Nagel würde sich etwa eine halbe Umdrehung bewegen und dann in der gezeigten Position anhalten.
Sie können sehen, dass diese halbe Bewegungsdrehung einfach darauf zurückzuführen ist, wie sich Magnete auf natürliche Weise anziehen und abstoßen. Der Schlüssel zu einem Elektromotor besteht darin, noch einen Schritt weiter zu gehen, sodass sich in dem Moment, in dem diese halbe Bewegungsumdrehung abgeschlossen ist, das Feld des Elektromagneten umdreht. Der Flip bewirkt, dass der Elektromagnet eine weitere halbe Bewegungsdrehung vollzieht. Sie drehen das Magnetfeld um, indem Sie einfach die Richtung der Elektronen ändern, die im Draht fließen (Sie tun dies, indem Sie die Batterie umdrehen). Wenn das Feld des Elektromagneten am Ende jeder halben Bewegungsumdrehung genau im richtigen Moment umgedreht würde, würde sich der Elektromotor frei drehen.
Wechselstrommotoren werden mit Wechselstrom betrieben und sind eine hocheffiziente Möglichkeit, elektrische Energie in mechanische Bewegung umzuwandeln. Wechselstrommotoren unterscheiden sich von Gleichstrommotoren (Gleichstrommotoren) dadurch, dass sie bürstenlos sind, was einen geringeren Wartungsbedarf und eine typischerweise längere Lebensdauer bedeutet. Im Gegensatz zu Gleichstrommotoren wird die Abtriebsdrehzahl bei Wechselstrommotoren typischerweise durch eine Frequenzumrichtersteuerung gesteuert.
AC-Induktionsmotoren werden typischerweise in Küchengeräten, Automobilen und Industriemaschinen verwendet, Induktionsmotoren haben eine Ausgangsdrehzahl, die proportional zu ihrer angelegten Frequenz des Wechselstroms ist.
AC-Synchronmotoren werden so genannt, weil die Drehzahl des Rotors proportional zum Stator ist. Synchron-AC-Motoren werden dort eingesetzt, wo die Genauigkeit ein wichtiger Faktor ist, wie z. B. bei Uhren und Timern.
AC-Käfigläufermotoren sind eine Art Induktionsmotor, der einen Käfigläufer anstelle eines gewickelten Läufers verwendet und als solcher als robuster und weniger wartungsintensiv gilt. Asynchronmotoren mit Käfigläufer werden häufig in Anwendungen eingesetzt, bei denen ein niedriges Anlaufdrehmoment und keine Drehzahlregelung erforderlich sind, wie z. B. Pumpen und Luftkompressoren.
