Elektromotor
Elektromotor je električna mašina koja pretvara električnu energiju u mehanički rad. To su najčešće rotacijske mašine koje rad obavljaju okretanjem rotora uz razvijanje okretnog momenta. Također postoje i linearni motori koji stvaraju silu koja uzrokuje ubrzanje i linearno kretanje mase, mašine ili predmeta pri čemu se obavlja mehanički rad. U upotrebi je mnogo vrsta i izvedbi elektromotora i danas su najviše korištene pogonske mašine u gotovo svim područjima ljudske djelatnosti, a pogotovo u industriji i saobraćaju.
Elektromotori se odlikuju tihim radom, čisti su i imaji visok stepen iskoristivosti (75-95%). Njihov rad se zasniva na principu prema kojem na provodnik električne struje (vodič) koji se nalazi u magnetnom polju i kroz koji protiče električna struja, djeluje sila koja nastoji da ga izbaci iz tog polja.[1] Smjer sile koja djeluje na provodnik može se odrediti jednostavnim pravilom lijeve šake: ako dlan postavimo tako da silnice magnetnog polja ulaze u njega a ispruženi prsti pokazuju smjer električne struje onda će ispruženi palac pokazivati smjer sile.
Slično pravilo i mnemoničko pomagalo je nazvano Flemingovo pravilo lijeve šake, po naučniku sa kraja XIX stoljeća po imenu John Ambrose Fleming. U malo drugačijoj formi, ovo pravilo se može primijeniti i na generatore električne struje (pravilo desne šake):[2]
Prema ilustraciji desno:
- B je smjer magnetnog polja
- I je smjer električne struje
- F je smjer sile koja djeluje na provodnik
Rad elektromotora, pored principa magnetizma, može se zasnivati i na principu elektrostatike i piezoelektriciteta. Generatori električne struje i elektromotori spadaju u električne mašine. U principu, jedna vrsta električne mašine može raditi kao druga, razlikuju se samo po konstruktivnim rješenjima. Ova osobina električnih mašina ima primjenu kod, npr. automobila na električni i hibridni pogon i to u tri režima rada: pogonski, kočioni i generatorski. Električne mašine dalje se dijele na električne mašine koje rade na jednosmjernu (istosmjernu) struju i one koje rade na naizmjeničnu (izmjeničnu struju) struju, odnosno, proizvode struju.
Kod indukcionog motora, naizmjenična električna struja se dovodi na stacionarni namotaj (stator) koji istovremeno stvara magnetno polje i indukuje struju u rotacionom namotaju (rotor), kojeg konstrukcijski okružuje. Prednost ovakvog motora je što električna struja ne mora da se dovodi na pokretni dio preko kolektora (komutatora). Kod sinhronih motora, naizmjenična struja se dovodi na stator gdje stvara magnetno polje koje rotira i vezuje se sa magnetnim poljem rotora koji je nezavisan magnet. Rotor se tada pokreće jednakom brzinom (sinhronizovanom brzinom) kao i magnetno polje statora. Nezavisan magnet rotora može biti stalni magnet ili elektromagnet kome se dovodi struja preko kliznih prstenova.[1]
Kod univerzalnog motora, struja se dovodi direktno na stator a preko komutatora na rotor.
Dijelovi konstrukcije elektromotora
[uredi | uredi izvor]Osnovni dijelovi električne mašine su kućište, stator, rotor, namotaji, osovina sa ležajevima, klizni prstenovi ili kolektor sa četkicama. Elektromotori mogu biti opremljeni i napojnim kablovima, prekidačima, sklopovima za kontrolu i mjerenje itd.
- Rotor je pokretni dio elektromotora preko čije osovine se prenosi mehanička sila. U njemu se nalaze namotaji provodnika kroz koje protiče električna struja i oni vrše interakciju sa magnetnim poljem statora. Kod nekih konstrukcijskih rješenja rotor se sastoji od stalnog magneta a na statoru se nalaze namotaji provodnika.
- Stator je nepokretni (statični) dio elektromotora koji se sastoji od namotaja provodnika (oko željeznog jezgra) ili stalnih magneta.
- Namotaji se izrađuju od provodnika (gotovo isključivo to je žica izrađena od bakra i presvučena izolacionim lakom) koji su omotani oko jezgra koje se sastoji od segmentnih listića od mekog željeza. Jezgro se izgrađuje od segmenata radi smanjenja gubitaka koji mogu nastati kovitlanjem magnetnog polja.[3]
- Kolektor je dio elektromotora koji se sastoji od segmenata (lamela, kliznih prstenova), najčešće izrađenih od bakra, međusobno i od osovine izolovani. Pogonska struja se na lamele dovodi preko četkica od grafita.
- Radni parametri
- Snaga (P) elektromora se izražava u vatima (oznaka u Međunarodnom sistemu mjernih jedinica (SI) je W) i izvedenim jedinicama. Najsnažniji elektrotori imaju snagu od više stotina kilovata[4] dok je snaga najmanjih i ispod jednog milivata.
- Brzina vrtnje može iznositi i više desetina hiljada obrtaja u minuti.
- nazivni napon (volt – V),
- jačina struje (amper - A),
- frekvencija (naizmjenične struje, herc - Hz) i
- jalova snaga (obično u kilovarima (kilo-volt-amper-reaktivni - kVAr); Px=UIsinφ (Var)=(W)).[5]
Različite vrste elektromotora imaju veoma široku primjenu: od aparata za domaćinstvo i održavanje higijene, preko igrački, alata, medicinskih aparata, svih vrsta transportnih sredstava i industrije, do vještačkih satelita i sondi za istraživanje svemira, naprosto su sveprisutni a njihovi rotori neumorno se rotiraju.
Reference i izvori
[uredi | uredi izvor]- ^ a b Isaacs, Alan (editor) (1996). Oxford Dictionary of Physics. New York: Oxford University Press. ISBN 0-19-280103-1.CS1 održavanje: dodatni tekst: authors list (link)
- ^ Fleming, John Ambrose. Magnets and Electric Currents, 2nd Edition. London: E.& F. N. Spon. (1902). str. 173–174.
- ^ Mortensen, S. H.; Beckwith, S. (1949). "§7-1 'General Picture of a Synchronous Machine' in Sec. 7 - Alternating-Current Generators and Motors". u Knowlton, A.E. (ured.). Standard Handbook for Electrical Engineers (8th izd.). McGraw-Hill. str. 646-647, figs. 7-1 & 7-2. Upotreblja se zastarjeli parametar
|booktitle=(pomoć) - ^ "World-record electric motor for aircraft". Siemens Global Website. 24. 3. 2015. Pristupljeno 5. 5. 2016.[mrtav link]
- ^ "Opći uvjeti za isporuku el. energije" (PDF). FERK. Pristupljeno 5. 5. 2016.
Literatura
[uredi | uredi izvor]- Coey, J.M.D. Magnetism and magnetic materials. Trinity College, Dublin: Cambridge University Press, 2010. ISBN 978-0-511-67743-4.
