電気モーターはどのように機能しますか? 簡単な説明
e-モビリティの出現により、電気モーターのトピックもますます重要になっています。 しかし、このようなエンジンはどのように機能しますか? この記事で説明します。
電気モーターはどのように機能しますか? 磁場とローレンツ力の説明
電気モーターは、自然の本質的な力であるローレンツ力を利用します。 これがどのように機能するのか、そして建設に入る前に、電気モーターが単純化された基本に基づいてこれを行う理由を説明します。
- 各磁石には、N極とS極の2つの極があります。 磁力は常に北極から南極にかけて、いわゆる強磁性体(コバルト、鉄、ニッケル)に作用します。
- 鉄などの固体材料は、常に磁石に引き付けられます。 ただし、2つの磁石が存在する場合、以下が適用されます。同じ極は互いに反発します(南極と南極、北極と北極)-異なる極が互いに引き付けます(南極と北極)。
- 電気にも2つの異なる極があります。 ここにはプラス極とマイナス極があります。 これは電荷と呼ばれます。 プラスは、粒子が正に帯電していることを意味します。 マイナスは、粒子が負に帯電していることを意味します。
- 電荷に対する磁場内の効果(プラスまたはマイナス)はローレンツ力と呼ばれます。 簡単に言うと、北極はプラスの電荷をはじき、マイナスの電荷を引き付けます。 磁気南極はプラス電荷を引き付け、マイナス電荷をはじきます。
- すべての電気モーターはこれに基づいています。 これは、電磁石の永久磁石の磁気効果を使用します(電磁石は通電されており、電荷を持っています)。
エンジンの構造と機能
- いわゆるステーターは、電気モーターのハウジングの下にあります。 安定した磁場(永久磁石)で構成されています。 これは、北極と南極の位置が固定されており、可変ではないことを意味します。
- ローター(lat。Rotare = turn)はモーター自体にあり、シャフトに取り付けられているため回転可能です。 その電磁界は絶えず変化します。北極と南極は場所を入れ替えます。 ローターはステーターに囲まれています。
- アンカーはローターの鉄心です。 電流が流れるローターのコイルは、その周りに巻かれています。 変化する磁場は、これらのコイルを使用して構築されます。 アーマチュアが永久磁石の場合、コイルはありません。
- 整流子(ポールチェンジャーとも呼ばれます)は、ローターのシャフト上にあります。 電流が流れます。 整流子の役割は、ローターの磁場を回して、極を交換することです。 これは、特定の位置に到達すると常に発生します。 回転子に電流を供給する摺動接点が整流子に取り付けられています。
- 電気モーターに電流が流れると、ローター内に磁場が発生します。 そうして初めて、回転する電磁石になります。
- 同じ極が常に互いに反発するという上記の原理によれば、回転子は回転し始めます。 整流子は常に、ローターのN極とステーターのN極(S極に類似)が互いに向き合うように、ローターの電磁場を設定します。 簡単に言えば、ローターの極性は半回転ごとに変わります。 そうしないと、北極と南極が互いに向き合い、エンジンが停止します。
- 整流子のない電動モーターの変形もあります。 ACモーターでは、ローターの速度に応じて磁場がリズムを変えて変化します。 同じ極が「自動的に」互いに向き合っています。 この場合、構造は多少異なります。 基本的な部分は保持されます。
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