są silniki elektryczne
Silniki elektryczne przekształcają energię elektryczną w siłę liniową lub obrotową (moment obrotowy), która porusza lub obraca inny mechanizm. Są często używane do napędzania kół w samochodach elektrycznych, ale można je znaleźć w każdym zastosowaniu, w którym wymagany jest ruch mechaniczny na znaczną odległość w stosunku do wielkości silnika. Są również wykorzystywane jako generatory podczas hamowania w pojazdach elektrycznych w celu odzyskania energii, która w przeciwnym razie zostałaby utracona w wyniku tarcia.
Silnik elektryczny jest złożonym urządzeniem składającym się z wielu części, które współpracują ze sobą w celu przekształcenia energii elektrycznej w siłę obrotową. Najpopularniejszym typem silnika elektrycznego jest bezszczotkowy silnik prądu stałego (BLDC). Silniki BLDC wykorzystują zaawansowaną technologię w celu zmniejszenia strat wewnętrznych i poprawy wydajności, co skutkuje wyższą gęstością momentu obrotowego, cichszą pracą, mniejszą i lżejszą wagą oraz mniejszą stratą ciepła. Wał silnika jest przymocowany do przekładni lub innego układu napędowego, który zapewnia mechaniczną moc wyjściową silnika.
Magnesy trwałe znajdują się w stojanie silnika elektrycznego. Generują pola magnetyczne, które oddziałują z innym zestawem biegunów magnetycznych w wirniku. Wirnik to szereg metalowych prętów i cewek indukcyjnych, które są zasilane prądem trójfazowym. Prąd przepływający przez cewki w wirniku wytwarza siłę Lorentza, która powoduje obracanie się wirnika i wytwarzanie energii mechanicznej.
Czym są silniki elektryczne?
Komutator i szczotki to inne podstawowe elementy silnika elektrycznego prądu stałego. Komutator przełącza prąd na cewki elektromagnesu, zmieniając kierunek, w którym elektrony przepływają przez szczotki w odpowiednim momencie, aby dopasować się do wirującego pola magnetycznego magnesu w wirniku. Szczotki to kawałki sprężystego węgla lub metalu, które stykają się ze stykami komutatora i dostarczają praktycznie niezmienny prąd do twornika.
Podczas normalnej pracy pole magnetyczne wirnika jest zawsze najbardziej atrakcyjne dla biegunów magnetycznych stojana. To sprawia, że wirnik obraca się i wytwarza energię mechaniczną, ale kiedy położysz stopę na pedale gazu, aby prowadzić samochód, wirnik zaczyna obracać się szybciej niż wirujące pole magnetyczne w stojanie, co wymaga większego momentu obrotowego. To dodatkowe przyspieszenie wirnika działa również jako alternator i ładuje akumulator.
Inne typy silników elektrycznych obejmują silniki indukcyjne prądu przemiennego, które działają na tych samych zasadach, co silniki prądu stałego, ale działają z wyższymi prędkościami i zapewniają zmienną prędkość. Stosowane są w wentylatorach, dmuchawach i sprężarkach, obrabiarkach, sprzęcie AGD i wielu innych urządzeniach. Serwosilniki prądu stałego, które mogą pracować w dowolnej pozycji i prędkości między całkowitym zamknięciem a otwarciem, stanowią podstawę sterowania przemysłowego i systemów robotycznych. Liniowe silniki elektryczne są podobne do silników indukcyjnych prądu stałego, ale mogą wytwarzać siłę liniową na niewielką odległość. Silnik liniowy może być napędzany przez cewkę magnetyczną lub przez konwencjonalny silnik prądu stałego przy zastosowaniu odpowiedniej topologii.