Een elektromotor is een apparaat dat elektrische stroom omzet in mechanische rotatie van een spindel, of rotor. De rotatie wordt omgezet in lineaire beweging in vele toepassingen.

Wat is een elektromotor?

Een elektromotor is een apparaat dat elektrische stroom omzet in mechanische rotatie van een spindel, of rotor. De rotatie wordt in veel toepassingen omgezet in lineaire beweging Hoe werkt een elektromotor?

Er zijn vele varianten en opties van Elektromotoren; bijvoorbeeld gelijkstroommotoren - borstel- of borstelloos en wisselstroommotoren - inductie (of asynchroon) en synchroon. De motoren kunnen op verschillende spanningen werken, afhankelijk van de toepassing en de beschikbare voeding.

De werking van een motor berust op twee eigenschappen van elektrische stroom. De eerste is dat een elektrische stroom, vloeiend in een draad of spoel, een magnetisch veld zal opwekken. De tweede is dat een veranderende stroom in een geleider, bijvoorbeeld van een wisselstroombron, een spanning zal opwekken in de geleider (zelfinductie), of in een secundaire geleider (wederzijdse inductie). Een stroom in het circuit van een secundaire geleider zal ook een magnetisch veld opwekken, zoals hierboven geschetst.

Voor een magneet geldt dat gelijke polen afstoten en ongelijke polen aantrekken. In alle motoren maakt de constructie gebruik van deze eigenschap om een continue rotatie van de rotor te verzekeren. 

Het onderstaande diagram toont een driefasige wisselstroomgolfvorm; elke fase is gescheiden door een fasehoek van 120°, zoals blijkt uit het vectordiagram in het midden.

Bij een bepaalde fasehoek zal er een resulterende richting voor het veld zijn die kan worden berekend door vectoroptelling; de permanente magneet(s) in de rotor zal (zullen) trachten zich uit te lijnen met de veldrichting en, naarmate de AC-golfvorm in de tijd "vordert", zal de rotor draaien, zoals geïllustreerd.

Voor 30°:

Voor 90°:

Voor 180°:

En zo gaat het door tot één volledige cyclus (3600) waarbij de rotor effectief terugkeert naar zijn startpositie en het proces opnieuw herhaalt.

Hoe kies ik een elektrische motor?

Niet alle toepassingen lenen zich voor het gebruik van een driefasige synchrone motor; hoewel de afmetingen efficiënt zijn voor zijn vermogen, zou de motor hierboven veel te groot zijn om bijvoorbeeld een DVD-speler aan te drijven. Verder zou driefasige voeding niet ideaal zijn voor huishoudelijke (of de meeste commerciële) situaties; de toepassing is dus een belangrijke overweging bij het bepalen van de afmetingen en de spanningstoevoer.

Het vereiste vermogen (via koppel) van de motor is een essentiële overweging; wat zijn de dynamische overwegingen van de toepassing - de belasting, versnelling/vertraging en de afstanden die radiaal of lateraal moeten worden verplaatst?

Ook belangrijk is de stabiliteit van het toerental; moet de motor met een constant toerental draaien, zelfs bij lage toerentallen?

Ten slotte zullen de omgevingsomstandigheden een rol spelen - wat is de bedrijfstemperatuur en vormt water of stof waarschijnlijk een probleem? Zal de motor in een explosieve omgeving werken en een ATEX-keuring nodig hebben? Soorten elektromotoren

Zoals hierboven vermeld zijn er talrijke mogelijkheden voor motoren; gelijkstroom of wisselstroom en verschillende spanningen, afhankelijk van de toepassing.

Een relevante overweging bij de keuze van motoren is het verschil tussen servo- en stappenmotoren. Een servomotor heeft een feedbackmechanisme - het feedbacksignaal wordt vergeleken met een setpoint tot er een nulverschil is, wanneer de motor een gewenste positie heeft bereikt.

Een stappenmotor biedt ook sturing, maar kan worden beschouwd als een gedigitaliseerde versie van een motor met een speciale constructie. Meerdere onafhankelijke statorspoelen (de stator is het stilstaande deel van de motor) en een speciaal ontworpen rotor stellen de motor in staat om tegen een commando in een bepaalde positie, of hoek, te stappen.

Stappenmotoren zijn bij uitstek geschikt voor toepassingen met een laag vermogen en lage kosten, zoals een CD-drive. Servomotoren daarentegen zijn beter geschikt voor toepassingen met een hoger vermogen, hoge versnellingen en hoge nauwkeurigheid. Typische toepassingen van elektromotoren

Elektromotoren worden gebruikt in een groot aantal toepassingen - huishoudelijke, zoals CD's, DVD's wasmachines, enz. en commerciële, zoals medische en kantoor- en industriële toepassingen. In combinatie met een lineair actuatormechanisme worden typische toepassingen gevonden in onder meer de automobielindustrie, materiaalverwerking, robotica, voedingsmiddelen en dranken, en verpakking.

Heb ik nog iets anders nodig om elektromotoren te laten werken?

Een geschikte elektrische voeding en de bijbehorende bekabeling naar de apparatuur is van essentieel belang. In elke toepassing zal de motor moeten worden verbonden met de aangedreven onderdelen, hetzij rechtstreeks, hetzij via tandwielen of riemen, en dit kan trillingsdemping vereisen. Temperatuursensoren zijn een verstandige toevoeging en in geval van mogelijke oververhitting zal een ventilator met geschikte ventilatie vereist zijn.

Er is bekabeling nodig voor de stroom- en besturingssignalen tussen de motor en de aandrijving.

Visit our Electric Actuator section to find out more.