Elektromotor

Iz Wikipedije, proste enciklopedije
Skoči na: navigacija, iskanje
Različni elektromotorji

Eléktromotór je stroj, ki z električno energijo proizvaja mehansko. Uporablja se za pogon različnih strojev, vlakov, tramvajev in naprav. Njegovo gibanje povzročajo magnetna polja (razen pri elektrostatičnih motorjih).

Faraday je leta 1821 pokazal načelo pretvorbe električne energije v mehansko s pomočjo elektromagnetnih polj.

Elektromotorji se v grobem delijo na:

Motorji na enosmerni tok[uredi | uredi kodo]

Motorji na enosmerni tok so namenjeni priključitvi na vir enosmerne napetosti.Ta vrsta motorjev se je pojavila že v 19. stoletju in se pojavlja še danes.

Glavni sestavni deli takih motorjev so:

  • stator (nepomični del motorja)
  • rotor (vrteči se del)
  • komutator, ki je del rotorja in predstavlja mehanski usmernik.
  • Ščetke oz. krtačke, ki se dotikajo komutatorja in služijo prevajanju toka.

Enosmerni motorji s komutatorjem so bili do pojava motorjev na izmenični tok edina vrsta elektromotorjev. Ravno tako so se dolgo časa uporabljali za realizacijo reguliranih električnih pogonov, saj je možno vrtilni moment in vrtilno hitrost enostavno spreminjati s spreminjanjem rotorskega in statorskega toka. Problem takih motorjev sta kompliciranost izvedbe in občutljivost zaradi komutatorja in ščetk. Zaradi iskrenja, ki izvira iz ščetk in komutatorja, taki motorji niso najbolj primerni za okolja z eksplozivno atmosfero.

Obstajajo tudi brezkrtačni (brushless) motorji, kjer ni komutatorja in z njim povezanih težav. Zasnova takega motorja je praktično enaka kot pri sinhronskih motorjih na izmenični tok. Stator ima več faz (vsaj 3), rotor pa je izdelan iz trajnega magneta. Za komutacijo tu namesto komutatorja skrbi elektronika, ki s pomočjo informacije o položaju rotorja, dobljene iz ene ali več Hallovih sond preklaplja napajanje statorskih faz tako, da nastane vrtilno magnetno polje.
Taki motorji so robustni in se precej uporabljajo za motorje zelo majhnih moči (npr. za pogon majhnih ventilatorjev v osebnih računalnikih).

Motorji na izmenični tok[uredi | uredi kodo]

Motorji na izmenični tok so namenjeni priključitvi na vir izmenične napetosti. Ti motorji so se pojavili po odkritju vrtilnega magnetnega polja (Nikola Tesla, 1882) in danes predstavljajo pomemben delež električnih motorjev.

Motorji na izmenični tok imaja dva glavna sestavna dela: stator in rotor. Na stator je nameščeno večfazno (navadno trifazno) navitje. Zaradi krajevnega premika faznih navitij in faznega premika faznih napetosti nastane vrtilno magnetno polje, katerega amplituda je konstantna. Slednji ustvarja elektromagnetni navor, ki vrti rotor. Vrtilno hitrost teh motorjev pogojuje električno omrežje, na katerega so priključeni.

Motorji na izmenični tok se delijo glede na vrtilno hitrost rotorja:

  • Sinhronski motorji - rotor se vrti z enako vrtilno hitrostjo, kot vrtilno magnetno polje. Rotor je zasnovan kot večpolni elektromagnet, napajan z enosmernim tokom ali pa trajni magnet (za manjše motorje).

Sinhronski motorji imajo zaradi svojih lastnosti od obremenitve praktično neodvisno vrtilno hitrost (trda karakteristika) in se uporabljajo za aplikacije, kjer je zahtevana konstantna hitrost vrtenja (npr. navijalni stroji, močno obremenjeni pogoni, časovni mehanizmi, itd). Tak motor sam ne more steči, zato je za zagon potreben zunanji pogon, ki ga pred vključitvijo na električno omrežje zavrti do sinhronske hitrosti, ki jo narekuje omrežje. Če je tak motor mehansko preobremenjen, pade iz sinhronizma in se ustavi. Preobremenljivost takih motorjev je do 2-kratne nazivne obremenitve (kratkotrajno).
Na enak način kot sinhronski motorji so zasnovani tudi sinhronski generatorji, ki so danes najpogostejša oblika generatorjev v (predvsem večjih) elektrarnah.


  • Asinhronski motorji - rotor se vrti nekoliko počasneje kot vrtilno magnetno polje. Rotor je lahko izveden s trifaznim navitjem in drsnimi obroči, kar omogoča tudi težje zagone z uporabo dodatnih uporov v rotorskem tokokrogu, ki se tekom zagona zmanjšujejo (ročno ali avtomatsko z vrtilno hitrostjo). Lahko pa je rotor izdelan v obliki kratkostične kletke, ki jo sestavlja večje število medsebojno povezanih palic iz bakra ali aluminija. Slednja izvedba rotorja je preprostejša in bolj robustna, zato se najpogosteje uporablja.


Asinhronski motorji so danes uporabljeni za večino električnih pogonov. Pri njih vrtilna hitrost rotorja pada z obremenitvijo (mehka karakteristika). Razlika med vrtilno hitrostjo rotorja in vrtilno hitrostjo magnetnega polja se imenuje slip in se po navadi izraža v procentih. Vrednost slipa pri motorskem načinu obratovanja je med 0 (razbremenjen motor) in 1 (zavrt rotor), pri nazivni obremenitvi pa znese nekaj odstotkov.
Ti motorji so zmožni kratkotrajno prenesti velike preobremenitve (cca. 3-krat večje od nazivne mehanske obremenitve, posebne izvedbe tudi nekoliko več).

  • Univerzalni motorji so po zasnovi enaki kot enosmerni motorji. Značilnost teh motorjev je visoka vrtilna hitrost (nekaj tisoč ali celo nekaj 10000 vrtljajev v minuti), ki ni pogojena s frekvenco omrežne napetosti. Ravno zato ti motorji pri majhnih dimenzijah in masi lahko dosežejo veliko moč in se precej uporabljajo za pogon manjših strojev (kotne brusilke, vrtalni stroji, sesalniki za prah,...).


Zunanje povezave[uredi | uredi kodo]