I motori elettrici si basano sull'induzione elettromagnetica, un fenomeno scoperto all'inizio del 1800 dal fisico Michael Faraday. Scoprì che spostare un magnete attraverso un toroide, attorno al quale aveva avvolto un filo conduttore, generava una corrente elettrica nel filo. I motori elettrici usano questa idea al contrario. Quando una corrente passa attraverso una bobina, la bobina diventa magnetizzata, e se è fissata a un albero e sospesa nel campo generato da un magnete permanente, le forze magnetiche opposte creano una forza sufficiente per girare l'albero. Il collegamento dell'albero a un meccanismo a ingranaggi lo rende in grado di funzionare, e l'aggiunta di cuscinetti riduce l'attrito e aumenta l'efficienza del motore.

TL; DR (Troppo lungo, non letto)

Le parti principali di un motore elettrico includono lo statore e il rotore, una serie di ingranaggi o cinghie e cuscinetti per ridurre l'attrito. I motori DC hanno anche bisogno di un commutatore per invertire la direzione della corrente e mantenere la rotazione del motore.

Statore, rotore, spazzole e commutatore

Piuttosto che usare un magnete permanente, i moderni motori elettrici commerciali di solito fanno completamente affidamento su elettromagneti. Una serie di piccole bobine disposte in una disposizione circolare forma lo statore e queste bobine generano un campo magnetico permanente. Una bobina separata avvolta attorno ad un'armatura e attaccata ad un albero forma il rotore, che gira all'interno del campo. Poiché non è possibile collegare i fili a una bobina rotante, il rotore di solito incorpora spazzole metalliche che rimangono a contatto con una superficie conduttiva sullo statore. Questa superficie, insieme agli avvolgimenti dello statore, è collegata ai terminali di potenza situati sull'alloggiamento del motore.

Quando accendi la corrente, l'elettricità fluisce nelle bobine di campo per creare un campo magnetico permanente. Scorre anche attraverso i pennelli e dà energia alla bobina dell'armatura. I motori a corrente continua, come quelli che funzionano a batteria, includono anche un commutatore, che è un interruttore collegato all'albero del rotore che inverte il campo elettrico con ogni mezzo giro del rotore. Questa inversione del campo è necessaria per mantenere il rotore del rotore in una direzione.

Ingranaggi e cinghie

Di per sé, un albero motore rotante non è molto utile, a meno che non si voglia usarlo per la perforazione o per girare una ventola. La maggior parte dei motori incorpora un sistema di ingranaggi e /o cinghie di trasmissione per convertire l'energia dell'albero rotante in movimento utile. La configurazione delle cinghie o degli ingranaggi può aumentare la velocità di rotazione su un albero adiacente, il che si traduce in una riduzione della potenza o può aumentare la potenza riducendo la velocità di rotazione. Gli ingranaggi a vite senza fine possono cambiare la direzione di rotazione di 90 gradi. Ingranaggi e cinghie consentono a un singolo motore di svolgere contemporaneamente una varietà di funzioni.

Cuscinetti per ridurre l'attrito

Più grande è il motore, maggiore è l'attrito tra le parti in movimento. Questa forza di attrito si oppone al movimento del rotore, riducendo l'efficienza del motore e in ultima analisi consumando le parti. La maggior parte dei motori ha cuscinetti tra lo statore e il rotore per mantenere il rotore centrato e ridurre al minimo il traferro. I motori più piccoli hanno cuscinetti a sfera mentre i motori di grandi dimensioni utilizzano cuscinetti a rulli. I cuscinetti necessitano di una lubrificazione periodica che, insieme alla manutenzione e alla pulizia degli avvolgimenti dello statore e delle spazzole del rotore, è una procedura di manutenzione importante.