Hur fungerar en elmotor?

Fråga: Skulle behöva hjälp med en fråga till ett prov: Hur fungerar en elmotor?

Arild

 

 

Svar: En elmotor omvandlar elektrisk energi till mekanisk energi. Det finns många sorters elmotorer, men principen för dem alla är att man med hjälp av magnetism får motorn att rotera. Motorn består av en rörlig del som kallas rotor eller ankare och en fast del som kallas för stator. Både rotor och stator har lindningar (spolar) av koppartråd. Genom att köra elektrisk ström genom dessa lindningar så skapas starka magnetfält. Varje spole blir en elektromagnet. Inom magnetismen är det så att olika poler dras till (attraherar) varandra. Sydpol dras till nordpol och omvänt. Lika poler stöter ifrån (repellerar) varandra.

Det finns i princip två sätt att få motorns ankare att rotera. Antingen så byter man polaritet på rotorns magetpoler eller så byter man polariteten på statorns poler. Vi börjar med det senare: Om man i ett givet ögonblick har ett antal nordpoler i statorn (fasta delen) och samtidigt har ett antal sydpoler i rotorn (rörliga delen) så kommer rotorn att vridas så att dess sydpoler kommer så nära statorns nordpoler som det är möjligt. Om man nu hela tiden flyttar alla statorns nordpoler ett hack så kommer rotorn återigen att följa med i rotationen till dess sydpoler kommit nära statorns nordpoler igen.

Man har alltså ett roterade magnetfält i statorn där polerna hela tiden byter plats och flyttar sig runt. Rotorns magnetpoler jagar då efter statorns och en rotation uppstår – motorn går. På bilden ovan syns en förenklad elmotor med endast två magnetpoler på stator och rotor. I verkligheten är det många poler som sitter tätt hela varvet runt vilket ger ett jämnare kraftflöde och en starkare motor. Denna teknik används i så kallade borstlösa motorer som bland annat sitter i datorfläktar. För att få ett roterande magnetfält i statorn krävs det elektronik som hela tiden kopplar om polerna i statorn.

Den andra varianten där statorns magneter inte ändrar polariteten kräver då att rotorns magneter ändrar polaritet så att det alltid är två magneter med motsatt polaritet som ligger nära varandra och får rotorn att vrida sig. Detta kräver en mekanisk omkoppling av rotorn poler vilket sker med något som kallas borstar vilket leder över strömmen till rotorns magneter via en roterande kontakt på rotorn som kallas kollektor (eller kommutator). Då krävs det ingen elektronik, men däremot så slits borstarna så dessa måste bytas då och då.

Jim Lundberg

Scroll to Top