električni motor (elektromotor), stroj koji pretvara električnu energiju u mehanički rad. Dvije su glavne vrste električnih motora: motor za istosmjernu električnu struju i motor za izmjenične struje. Prvi poznati elektromotor napajao se istosmjernom električnom strujom iz baterije galvanskih članaka (1833). Izumi motora za izmjenične struje povezani su s primjenama višefaznih sustava struja i napona te okretnih magnetskih polja, za što je najzaslužniji Nikola Tesla, a u uporabi su od 1888. godine.
Motor za istosmjernu struju
Motor za istosmjernu struju
(istosmjerni motor ili
kolektorski motor) pretvara istosmjernu električnu struju u rotacijsko gibanje. Stroj je tako konstruiran da može raditi i kao
električni generator istosmjerne struje ako se mehanički pokreće vanjskom silom. Karakteristični je dio rotora motora za istosmjernu struju kolektor ili
komutator. Putem kolektora i
četkica ostvaruje se električni kontakt s rotorskim namotom i pretvara izmjeničnu električnu struju u istosmjernu. Motor se izvodi s neovisnom, serijskom, složenom (kompaundiranom)
uzbudom ili s trajnim magnetima. Zbog mogućnosti stalne promjene brzine vrtnje istosmjerni se motor rabi u industriji te za pogon tračnih i nekih posebnih vozila (tramvaja, lokomotiva i dr.). Zbog mogućnosti napajanja iz akumulatorskih baterija, istosmjerni se motor rabi i kao pokretač motora s unutarnjim izgaranjem (npr. u automobilima i dizelskim agregatima). Ipak, zbog održavanja komutatora te habanja četkica i popratnog iskrenja, istosmjerni se motor, s obzirom na nabavnu cijenu i pogonsku pouzdanost, manje koristi nego kavezni asinkroni motor. U Hrvatskoj se od 1949. proizvode istosmjerni motori za brodogradnju, električnu vuču vlakova i tramvaja, metalurgiju i opće namjene. Tvornice su u Zagrebu i Rijeci (»Končar«) te u Puli (TESU – Uljanik). U električne lokomotive proizvedene u Hrvatskoj ugrađeni su pogonski istosmjerni motori izrađeni u tvornici »Končar« u Zagrebu.
Motor za izmjenične struje
Motor za izmjenične struje
(izmjenični motor) može biti asinkron i sinkron. Asinkroni (indukcijski) motor, koji se napaja iz električne mreže trofazne izmjenične struje, najviše se rabi u industrijskim postrojenjima. Kada je izveden za priključak na jednofaznu mrežu služi i u manjim uređajima (npr. crpke, perilice rublja i posuđa, hladnjaci). Okretno magnetsko polje nastaje prolaskom trofazne električne struje kroz trofazne namote smještene na statoru. Ono se može stvoriti i priključkom motora na jednofaznu mrežu, ako se dva fazna namota prostorno pomaknu za prikladan kut i ako se u jedan namot doda kondenzator, kojim se ostvari fazni pomak među električnim strujama kojima se napajaju ta dva namota (kondenzatorski motor). Statorsko okretno magnetsko polje inducira u rotorskim vodičima električne napone i električne struje koje stvaraju svoje okretno magnetsko polje. Međudjelovanjem tih dvaju polja nastaju elektromagnetske sile i zakretni momenti koji uzrokuju vrtnju rotora. Te sile i momenti postoje samo dotle dok silnice okretnoga polja statora sijeku vodiče rotora, a nestale bi onoga časa kada bi se brzine rotora i okretnoga polja statora izjednačile (sinkrona brzina). Za ispravan rad takva motora nužno je da brzina vrtnje rotora bude neznatno manja od sinkrone brzine (tzv. klizanje rotora), pa odatle naziv asinkroni motor.
Kavezni motor, najčešće upotrebljavana vrsta asinkronoga motora, nazvan je prema rotorskom namotu koji se sastoji od neizoliranih, najčešće aluminijskih vodiča simetrično raspoređenih po obodu željezne jezgre rotora i kratko spojenih na oba kraja, što nalikuje kavezu ili krletki.
Hrvatska elektroindustrija proizvodi asinkrone motore svih vrsta i namjena, većinom za izvoz. Po količini se najviše proizvode niskonaponski asinkroni motori (220 V, 50 Hz) za kućanske aparate, a po jediničnoj snazi visokonaponski motori (6000 V, 50 Hz) za pogone u termoelektranama i nuklearnim elektranama.
Sinkroni motor
Sinkroni motor
ne razlikuje se u izvedbi statora od asinkronoga, ali su na rotoru ugrađeni trajni magneti ili je rotorski namot napajan istosmjernom strujom iz posebnog izvora. Takav se rotor vrti sinkrono s okretnim magnetskim poljem stvorenim višefaznim statorskim električnim strujama. Brzina vrtnje sinkronoga motora razmjerna je frekvenciji u električnoj mreži na koju je motor priključen, a kako je ta frekvencija stalna, stalna je i brzina vrtnje bez obzira na opterećenost motora. Prednost je sinkronoga motora prema asinkronomu što ne opterećuje mrežu jalovim električnim strujama za svoje magnetiziranje, čak može davati kapacitivnu jalovu električnu struju i poboljšavati faktor snage električne mreže. Međutim, nedostatak mu je što pri svakom uključivanju na električnu mrežu njegovu brzinu vrtnje treba približiti sinkronoj brzini, bilo malim pomoćnim motorom bilo u asinkronom radu, a zatim je sinkronizirati. Sinkrone motore različitih veličina i namjena proizvode tvornice »Končar« u Zagrebu i TESU – Uljanik u Puli.
Univerzalni motor
Univerzalni motor
sadrži komutator i zato može biti priključen na istosmjernu ili izmjeničnu električnu mrežu. Na istosmjernome naponu radi kao serijski istosmjerni elektromotor, a na izmjeničnome naponu smjerovi magnetiziranja uzbudnog i armaturnog namota istodobno se mijenjaju u ritmu frekvencije izmjenične mreže, čime se ostvaruju uvjeti za rad motora. Prikladan je za primjenu u laboratorijskim, radioničkim i kućanskim aparatima (razni električni alati, bušilice, miješalice, mlinovi, usisivači, sušila i sl.).
Elektromotor posebnih izvedbi i namjena je npr. servomotor, koji se rabi u regulacijskim sustavima i servomehanizmima, selsinski motor za praćenje položaja izvršnoga sklopa, linearni motor kojemu se pokretni dio pomiče po pravcu.
