AC-motoren zijn elektromagnetische apparaten met een wisselstroom als voedingsbron. Hun functie is om mechanische energie om te zetten in elektrische energie die werk kan uitvoeren. Ze werken volgens het principe van de inductiewet van Faradays, dat stelt dat een snel veranderend magnetisch veld een geïnduceerde emf of spanning produceert.

Achtergrond

Nikola Tesla vond de eerste AC-motor uit. Hij werkte oorspronkelijk voor Thomas Edison, wiens bedrijf de belangrijkste bouwer was van gelijkstroomsystemen. Ze hadden ruzie over Tesla's pleidooi voor wisselstromen als een bron van macht, en hij verliet het bedrijf. Hij verkocht zijn patent op een wisselstroomsysteem aan Edison's rivaal, George Westinghouse. Tesla's visie won het uiteindelijk van Edison's. Edison's bedrijf werd later bekend als General Electric.

Elektromagnetische inductie

Ze zijn gebaseerd op de inductiewet van Faradays, die stelt dat een snel veranderend magnetisch veld een geïnduceerde elektromotorische kracht of emf produceert. Elektromotorische krachten zijn spanningen.

Draden die huidige stroom produceren, produceren magnetische velden. Michael Faraday ontdekte dat wanneer een draad zich in een veranderend magnetisch veld bevindt, er een stroom wordt opgewekt alsof er een bron van emf is. Hoe sneller het veranderende veld, des te groter de gegenereerde emf.

Constructie

De twee meest voorkomende typen zijn inductie en synchroon.

Inductiemotoren zijn borstelloos. De magnetische bron is een elektromagneet die dezelfde geïnduceerde spanning gebruikt die de spoelen gebruiken.

Synchrone motoren draaien met dezelfde snelheid als het magnetische veld. Dit wordt gedaan door een gelijkstroomonderdeel te gebruiken in de stator of de rotor. De stator kan permanente magneten gebruiken of de stroom in de spoelen van de rotor wordt gemanipuleerd om in dezelfde richting te lopen, in plaats van te schakelen.

Inductiemotoren worden vaker gebruikt. Ze zijn eenvoudiger te maken, goedkoper te produceren en zijn redelijk robuust.

Back EMF

Omdat motoren generators zijn die in omgekeerde volgorde werken, produceren ze een emf, net zoals generatoren dat doen. Het wordt een back-emf genoemd en verschijnt niet meteen wanneer een motor voor het eerst wordt aangezet. De back-emf is een gevolg van Lenz's wet, die stelt dat een geïnduceerde emf een magnetische flux produceert die de verandering weerstaat. De back-emf werkt om de stroom in de lus te verminderen, waardoor de motor lager wordt en deze wordt groter naarmate de motorsnelheid toeneemt. Wanneer een belasting niet aanwezig is, wordt deze bijna gelijk aan de grootte van de ingangsspanning. De belasting werkt ook om de down te vertragen, en dus neemt de vermogensvereisten van de motor toe. Dit draagt ​​bij aan energieverspilling en inefficiëntie van de werking.

Toepassingen

De meeste motoren zijn AC. Ze zijn te vinden in koelkasten, treinen, computers, harde schijven, industriële machines, huishoudelijke apparaten en vele andere elektronische apparaten. Ze worden gebruikt in bepaalde motoren in elektrische en hybride voertuigen.