električni motor

ilustracija
ELEKTRIČNI MOTOR, grafički prikaz polja trofaznoga motora u zapaženome trenutku t₁ i grafički prikaz jakosti struja u pojedinim namotima
ilustracija1ilustracija2ilustracija3ilustracija4

električni motor (elektromotor), stroj koji pretvara električnu energiju u mehanički rad. Dvije su glavne vrste električnih motora: motor za istosmjernu struju i motor za izmjenične struje. Na temelju spoznaja o djelovanju magnetskih polja silom na vodič kojim teče struja, prvi je poznat od 1833., a napajao se istosmjernom strujom iz baterije galvanskih ćelija. Izumi motora za izmjenične struje povezani su s primjenama višefaznih sustava struja i napona te okretnih magnetskih polja, za što je najzaslužniji N. Tesla, a u uporabi su od 1888. godine.

Motor za istosmjernu struju

Motor za istosmjernu struju
(tzv. istosmjerni motor) pretvara istosmjernu električnu struju u rotacijsko gibanje. Stroj je tako konstruiran da može raditi kao električni generator istosmjerne struje ako se mehanički pokreće vanjskom silom. Karakteristični je dio rotora motora za istosmjernu struju kolektor ili komutator, pa je prema tome u Hrvatskoj uvriježen naziv kolektorski motor. Putem kolektora i četkica ostvaruje se električni kontakt s rotorskim namotom i pretvara izmjeničnu struju u istosmjernu. Motor se izvodi s neovisnom, serijskom, složenom (kompaundiranom) uzbudom ili s trajnim magnetima. Zbog mogućnosti kontinuirane promjene brzine okretanja istosmjerni se motor rabi u industriji te za pogon tračnih i nekih posebnih vozila (tramvaja, lokomotiva, elektromobila i dr.). Brzina se mijenja na razne načine, a u suvremenim se pogonima upravlja računalom. 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 izradbe komutatora i njegova održavanja 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 (tzv. izmjenični motor) može biti asinkron i sinkron. Izmjenični asinkroni ili indukcijski motor, koji se napaja iz mreže izmjeničnoga trofaznog ili jednofaznog napona, najviše se rabi u industrijskim postrojenjima. Takav motor izveden za priključak na jednofaznu mrežu služi i u manjim uređajima, npr. u radioničkim, laboratorijskim i kućanskim uređajima (crpke, perilice rublja i posuđa, hladnjaci). U asinkronome motoru okretno se magnetsko polje stvara prolaskom trofazne 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 strujama kojima se napajaju ta dva namota (kondenzatorski motor). Nastalo okretno statorsko magnetsko polje inducira u rotorskim vodičima napone i struje koje stvaraju svoje okretno magnetsko polje. Međudjelovanjem tih dvaju polja stvaraju se elektromagnetske sile i zakretni momenti uzrokuju vrtnju rotora. Te sile i momenti postoje samo dotle dok silnice okretnoga polja sijeku vodiče rotora, a nestale bi onoga časa kada bi se brzine rotora i okretnoga polja izjednačile (sinkrona brzina), tj. kada bi nestalo relativnoga gibanja vodiča rotora prema okretnome polju, pa prema tome i induciranih napona i struja u rotorskim vodičima. 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 je najčešće upotrebljavana vrsta asinkronoga motora nazvan 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 će se rotor vrtjeti sinkrono s okretnim poljem stvorenim višefaznim statorskim strujama. Brzina vrtnje sinkronoga motora proporcionalna je frekvenciji u 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 strujama za svoje magnetiziranje, čak može davati jalovu struju u mrežu. 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 mrežu. Na istosmjernome naponu radi kao serijski istosmjerni motor, a na izmjeničnome naponu smjerovi magnetiziranja uzbudnog i armaturnog namota istodobno se mijenjaju u ritmu frekvencije izmjenične mreže, čime se ostvaruju uvjeti za motorski rad. Zbog svoje univerzalnosti prikladan je za primjenu u laboratorijskim, radioničkim i kućanskim aparatima (razni električni alati, bušilice, miješalice, mlinovi, usisivači, sušila i sl.).

Postoje elektromotori posebnih izvedbi i namjena, kao što 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 i dr.

električni motor. Hrvatska enciklopedija, mrežno izdanje. Leksikografski zavod Miroslav Krleža, 2018. Pristupljeno 11.12.2018. <http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=17584>.