תוֹכֶן
מנועים חשמליים מסתמכים על אינדוקציה אלקטרומגנטית, תופעה שהתגלתה בראשית שנות ה- 1800 על ידי הפיזיקאי מייקל פאראדיי. הוא גילה כי העברת מגנט דרך טורואיד, שסביבו עטף חוט מוליך, יצר זרם חשמלי בחוט. מנועים חשמליים משתמשים ברעיון זה באופן הפוך. כאשר זרם עובר דרך סליל, הסליל הופך לממגנט, ואם הוא מחובר לפיר ומושעה בשדה שנוצר על ידי מגנט קבוע, הכוחות המגנטיים המנוגדים יוצרים כוח מספיק בכדי להפוך את המוט. חיבור הפיר למנגנון הילוכים הופך אותו למסוגל לבצע עבודה, והוספת מסבים מפחיתה את החיכוך ומגדילה את יעילות המנוע.
TL; DR (יותר מדי זמן; לא קרא)
החלקים העיקריים של מנוע חשמלי כוללים את הסטטור והרוטור, סדרת הילוכים או חגורות ומסבים להפחתת החיכוך. מנועי DC צריכים גם קומוטטור כדי להפוך את הכיוון הנוכחי ולשמור על המנוע מסתובב.
הסטטור, הרוטור, המברשות והקומוטטור
במקום להשתמש במגנט קבוע, מנועים חשמליים מסחריים מודרניים בדרך כלל מסתמכים לחלוטין על אלקטרומגנטים. סדרה של סלילים קטנים המסודרים בסידור מעגלי יוצרים את הסטטור, וסלילים אלה מייצרים שדה מגנטי עומד. סליל נפרד הפצוע סביב מבנה ומחובר לפיר יוצר את הרוטור, המסתובב בתוך השדה. מכיוון שאתה לא מצליח לחבר חוטים לסליל מסתובב, הרוטור משלב בדרך כלל מברשות מתכתיות שנותרו במגע עם משטח הולכה על הסטטור. משטח זה, יחד עם פיתולי הסטטור, מחוברים למסופי חשמל הממוקמים על בית המנוע.
כשאתה מדליק את הכוח, זורם חשמל לסלילי השדה ליצירת שדה מגנטי עומד. זה גם זורם דרך המברשות וממריץ את סליל הזרוע. מנועי DC, כמו אלה המפעילים על סוללה, כוללים גם קומוטטור, שהוא מתג המחובר לציר הרוטור ההופך את השדה החשמלי עם כל חצי סיבוב של הרוטור. היפוך שדה זה הכרחי בכדי לשמור על הרוטור מסתובב בכיוון אחד.
••• nabihariahi / iStock / Getty Imagesהילוכים וחגורות
כשלעצמו פיר המנוע מסתובב אינו שימושי במיוחד, אלא אם כן אתה רוצה להשתמש בו לקידוח או לסיבוב להב מאוורר. מרבית המנועים משלבים מערכת הילוכים ו / או חגורות הנעה בכדי להמיר את האנרגיה של המסתובב לתנועה מועילה. תצורת החגורות או ההילוכים יכולה להגביר את מהירות הסיבוב על ציר סמוך, מה שמביא להפחתת הספק, או שהוא יכול להגדיל את הספק תוך הפחתת מהירות הסיבוב. הילוכים להנעה תולעת יכולים לשנות את כיוון הסיבוב ב 90 מעלות. הילוכים וחגורות מאפשרים למנוע יחיד לבצע מגוון של פונקציות במקביל.
מיסבים להפחתת החיכוך
ככל שהמנוע גדול יותר, נוצר יותר חיכוך בין החלקים הנעים. כוח חיכוך זה מתנגד לתנועת הרוטור, מפחית את יעילות המנוע ובסופו של דבר מתיש את החלקים. ברוב המנועים יש מסבים בין הסטטור לרוטור כדי לשמור על הרוטור במרכז ולמזער את פער האוויר. מנועים קטנים יותר הם בעלי מיסבי כדור ואילו מנועים גדולים מעסיקים מיסבים. מסבים זקוקים לשימון תקופתי, אשר יחד עם שירות וניקוי של פיתולי הסטטור ומברשות הרוטור, הוא הליך תחזוקה חשוב.