Olika typer av elektriska motorer
Likströmsmotorn
Likströmsmotorn (likspänningsmotor) är genom sin enkla princip en av de vanligaste typen av elektrisk motor. Motorn matas med likriktad elektrisk ström vars energi omvandlas till rörelseenergi. Om motorn har ett udda antal poler (vanligen tre), avgörs rotationsriktningen av strömmens riktning.
Motorns hastighet kan ändras med strömstyrkan, men för reglering krävs någon form av återkoppling.
På engelska kallas likströmsmotorn DC motor (Direct Current).
Asynkronmotorn
En asynkronmotor är en elektrisk motor för vilken rotorns varvfrekvens är asynkron med den tillförda växeleffektens frekvens. Andra namn på asynkronmotorn är induktionsmotor eller AC-motor.
Asynkronmotorn är mycket viktig inom industrin där den har omfattande användningsområden. Den används bland annat till att driva pumpar, fläktar och transportband. På grund av sin robusta konstruktion och att den är förhållandevis billig att tillverka, är asynkronmotorn den dominerande motortypen inom industrin.
Verkningssätt
Asynkronmotorn benämns även induktionsmotor då upphovet till rotorns magnetfält är elektromagnetisk induktion. Elektromagnetisk induktion uppkommer då en ledare befinner sig i ett tidsvarierande magnetfält. Genom att ansluta statorns terminaler till en trefas växelspänning uppstår ett roterande magnetfält runt rotorn. Fältets frekvens är lika med nätfrekvensen dividerat med halva antalet poler (det vill säga antalet polpar) och benämns den synkrona frekvensen.
Det roterande magnetfältet ger upphov till en ström i rotorns ledare som enligt Lenz lag orsakar ett vridmoment kring rotorns axel vilket strävar att minska skillnaden mellan statormagnetfältets frekvens (den synkrona frekvensen) och rotorns rotationsfrekvens.
Om rotorns rotationsfrekvens är lika stor som den synkrona frekvensen förekommer ingen induktionsverkan och det genereras inget vridmoment som bidrar till rotationsrörelsen. I en asynkronmaskin helt utan förluster skulle detta vara sluttillståndet för en obelastad maskin, men på grund av oundvikliga förluster (värmeutveckling) kommer rotationsfrekvensen att alltid understiga den synkrona frekvensen.
Stegmotorn
När kuggarna passar till elektromagneten (1) kommer de att avvika något med avseende på passningen till elektromagnet (2).
Steg 2: Den översta elektromagneten (1) slås av och den högra elektromagneten (2) slås på och drar därmed närmaste kugge något åt höger. Detta resulterar i en rotation av 3.6° i detta fall.
Steg 3: Den undre elektromagneten (3) aktiveras; en ytterligare rotation på 3.6° inträffar.
Steg 4: Den vänstra elektromagneten (4) aktiveras och orsakar på nytt en rotation på 3.6°. När den övre elektromagneten (1) på nytt aktiveras, kommer kugghjulet att ha roterat motsvarande en delning (kuggavstånd) för kugghjulet. Om det till exempel finns 25 kuggar kommer en full rotation att kräva 100 steg.
En stegmotor kan i det närmaste beskrivas som en [digital" elektrisk motor. Motorns rörelse sker i ett antal steg per varv. Antalet steg per varv är olika för olika tillämpningar.
När motorlindningen strömsätts strävar rotorn efter att inta en viss position så att reluktansen, det vill säga det magnetiska flödet, blir så litet som möjligt. En stegmotor kan inte drivas direkt med en likströmskälla, till exempel ett batteri. Styrelektronik som kastar om strömriktningen i lindningarna är nödvändig. När strömriktningen kastas om tar motorn ett steg.
Beroende på hur strömomkastningen utförs uppstår skillnader i "ryckighet", vridnoggrannhet och vridmoment. Det är förhållandevis enkelt att få motorn att ta så kallade fullsteg eller halvsteg. Genom att använda en mer komplicerad teknik kallad mikrostegning kan motorn fås att ta mycket mindre steg än fullsteg och halvsteg.
Stegmotorer har en omfattande användning. Till exempel i skrivare för datorer, inom industrin för positionering av automationsutrustning, i bilars hastighetsmätare och i satelliter för vridning av solpaneler.
Servomotorer
2. Lägesavkänningssystem
3. Reduktionsväxel
4. Arm
Servomotor är en del av ett servosystem. En servomotor har en mycket exakt lägesåterkoppling, det vill säga motorn kan berätta för ett överordnande styrsystem exakt hur många varv motoraxeln roterat. Tillsammans med en servodriver kan servomotorn användas för att köras mycket exakt, till exempel att alltid hålla en viss hastighet vare sig den kör uppför eller nedför en backe, eller att alltid stanna vid en viss plats med centimeter-, millimeter- eller mikrometerprecision, beroende på tillämpning. Naturligtvis förutsatt att motståndet mot rörelsen inte överstiger motorns kapacitet. När felmarginaler på ett par centimeter är acceptabla investerar man sällan i ett servosystem.
Servodriverns uppgift är att räkna ut vilken frekvens, och/eller ström som motorn ska ha vid varje givet tillfälle för att utföra sin uppgift. Servodrivern i sig kan styras av ett styrsystem som till exempel ett programmerbart styrsystem, eller vara färdigprogrammerad för vissa uppgifter och då ha en eller flera "startknappar".
En typisk applikation för servomotorer är två band som måste gå i exakt samma hastighet, då kopplar man samman två servodrivers och låter den ena följa den andra som en slav.
En annan typisk applikation är styrning av radiostyrda modeller, som exempelvis flygplan, fartyg och bilar. Servot på bilden är ett sådant servo som används till radiostyrda modeller.
I bilar används ordet servo på ett liknande sätt, den rörelse du gör med ratten/bromsen matchas med en rörelse från en motor.
All text ovan har hämtats från respektive sida på svenska Wikipedia.