Ο ηλεκτροκινητήρας είναι μια ηλεκτρική μηχανή που μετατρέπει την ηλεκτρική ενέργεια σε μηχανική. Οι περισσότεροι ηλεκτρικοί κινητήρες λειτουργούν μέσω της αλληλεπίδρασης μεταξύ του μαγνητικού πεδίου του κινητήρα και του ηλεκτρικού ρεύματος σε μια περιέλιξη σύρματος για να δημιουργήσουν δύναμη με τη μορφή ροπής που εφαρμόζεται στον άξονα του κινητήρα.
Οι ηλεκτρικοί κινητήρες μπορούν να τροφοδοτούνται από πηγές συνεχούς ρεύματος (DC), όπως από μπαταρίες ή ανορθωτές, ή από πηγές εναλλασσόμενου ρεύματος (AC), όπως ηλεκτρικό δίκτυο, μετατροπείς ή ηλεκτρικές γεννήτριες. Μια ηλεκτρική γεννήτρια είναι μηχανικά πανομοιότυπη με έναν ηλεκτρικό κινητήρα, αλλά λειτουργεί με αντίστροφη ροή ισχύος, μετατρέποντας τη μηχανική ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια.
Οι ηλεκτροκινητήρες μπορούν να ταξινομηθούν με βάση στοιχεία όπως ο τύπος πηγής ισχύος, η εσωτερική κατασκευή, η εφαρμογή και ο τύπος εξόδου κίνησης. Εκτός από τους τύπους εναλλασσόμενου ρεύματος έναντι συνεχούς ρεύματος, οι κινητήρες μπορεί να είναι βουρτσισμένοι ή χωρίς ψήκτρες, μπορεί να είναι διαφόρων φάσεων (βλέπε μονοφασικό, διφασικό ή τριφασικό) και μπορεί να είναι είτε αερόψυκτοι είτε υγροψυκτοί. Κινητήρες γενικής χρήσης με τυπικές διαστάσεις και χαρακτηριστικά παρέχουν βολική μηχανική ισχύ για βιομηχανική χρήση.
Οι μεγαλύτεροι ηλεκτρικοί κινητήρες χρησιμοποιούνται για την προώθηση πλοίων, τη συμπίεση αγωγών και τις εφαρμογές αντλητικής αποθήκευσης με ονομαστική ισχύ 100 MW. Οι ηλεκτροκινητήρες βρίσκονται σε βιομηχανικούς ανεμιστήρες, φυσητήρες και αντλίες, εργαλειομηχανές, οικιακές συσκευές, ηλεκτρικά εργαλεία και μονάδες δίσκου. Μικροί κινητήρες μπορεί να βρεθούν σε ηλεκτρικά ρολόγια. Σε ορισμένες εφαρμογές, όπως στην αναγεννητική πέδηση με κινητήρες έλξης, οι ηλεκτροκινητήρες μπορούν να χρησιμοποιηθούν αντίστροφα ως γεννήτριες για την ανάκτηση ενέργειας που διαφορετικά θα μπορούσε να χαθεί ως θερμότητα και τριβή.
Ηλεκτρικά, ένας κινητήρας αποτελείται από δύο εξαρτήματα που κινούνται μεταξύ τους και που μαζί σχηματίζουν ένα μαγνητικό κύκλωμα:
Μαγνήτες πεδίου - Αυτό το τμήμα δημιουργεί ένα μαγνητικό πεδίο που διέρχεται από τον οπλισμό. Είναι συνήθως ένα σύνολο ηλεκτρομαγνητών που περιβάλλουν τον ρότορα, αποτελούμενο από περιελίξεις σύρματος σε έναν σιδηρομαγνητικό πυρήνα σιδήρου που καθοδηγεί το μαγνητικό πεδίο. Εναλλακτικά μπορεί να είναι ένας ή περισσότεροι μόνιμοι μαγνήτες.
Οπλισμός - Αυτό είναι το τμήμα μέσω του οποίου ρέει το ηλεκτρικό ρεύμα που αναπτύσσει τη δύναμη. Όπως τα πηνία πεδίου, αποτελείται από περιελίξεις σύρματος σε σιδηρομαγνητικό πυρήνα. Όταν το ηλεκτρικό ρεύμα διέρχεται από το σύρμα, το μαγνητικό πεδίο από τον μαγνήτη πεδίου ασκεί μια δύναμη πάνω του, που ονομάζεται δύναμη Lorentz, περιστρέφοντας τον ρότορα.
Ένα από αυτά τα εξαρτήματα είναι τοποθετημένο στον στάτορα, το ακίνητο μέρος του κινητήρα προσαρτημένο στο πλαίσιο, το άλλο είναι στο ρότορα, το τμήμα που γυρίζει. Ο μαγνήτης πεδίου βρίσκεται συνήθως στον στάτορα και ο οπλισμός στον ρότορα, αλλά σε ορισμένους τύπους κινητήρων αυτοί αντιστρέφονται.
Μηχανικά, ένας κινητήρας αποτελείται από αυτά τα μέρη
στροφείο
Σε έναν ηλεκτροκινητήρα, το κινούμενο μέρος είναι ο ρότορας, ο οποίος περιστρέφει τον άξονα για να αποδώσει τη μηχανική ισχύ. Ο ρότορας έχει συνήθως τοποθετημένους αγωγούς που μεταφέρουν ρεύματα, τα οποία το μαγνητικό πεδίο του στάτη ασκεί δύναμη για να γυρίσει τον άξονα. Εναλλακτικά, μερικοί ρότορες μεταφέρουν μόνιμους μαγνήτες και ο στάτης συγκρατεί τους αγωγούς.
Πρέπει να υπάρχει κενό αέρα μεταξύ στάτορα και ρότορα για να μπορεί να γυρίζει. Το πλάτος του διακένου έχει σημαντική επίδραση στα ηλεκτρικά χαρακτηριστικά του κινητήρα. Γενικά γίνεται όσο το δυνατόν μικρότερο, καθώς ένα μεγάλο κενό έχει ισχυρή αρνητική επίδραση στην απόδοση. Είναι η κύρια πηγή του συντελεστή χαμηλής ισχύος στον οποίο λειτουργούν οι κινητήρες. Το μαγνητικό ρεύμα αυξάνεται και ο συντελεστής ισχύος μειώνεται με το κενό αέρα, οπότε τα στενά κενά είναι καλύτερα. Πολύ μικρά κενά μπορεί να δημιουργήσουν μηχανικά προβλήματα εκτός από θόρυβο και απώλειες.
