Elektrimootor: erinevus redaktsioonide vahel

Eemaldatud sisu Lisatud sisu
PResümee puudub
Resümee puudub
1. rida:
[[File:Motors01CJC.jpg|thumb|Erinevad elektrimootorid]]
'''Elektrimootor''' on seade, mida kasutatakse [[Elekter|elektrienergia]] muundamiseks [[Mehaaniline töö|mehaaniliseks tööks]].
 
[[File:Motors01CJC.jpg|thumb|Erinevad elektrimootorid. Ees keskel on suuruse võrdlemiseks[[9-voldine patarei]].]]
Enamik elektrimootoreid töötab tänu [[elektromagnetism]]inähtusele. Kuid on ka mootoreid millede töö baseerub teistel [[elektromehaanika|elektromehaanilistel]] nähtustel nagu näiteks [[piesoelektriline efekt|piesoelektrilisel efektil]] ja [[elektrostaatika|elektrostaatilistel]] [[jõud]]udel. Elektromagnetisminähtusel põhinevate mootorite tööpõhimõtteks on pöörleva [[magnetväli|magnetvälja]] energia muutmine rootori pöörlemise mehaaniliseks [[energia]]ks. Selliste mootorite töö on kirjeldatav [[Lorentzi seadus]]ega. Kuid eksisteerivad ka [[lineaarne elektrimootor|lineaarsed elektrimootorid]].
'''Elektrimootor''' on [[elektromehhaanika|elektromehhaaniline]] seade, mis muundab[[elektrienergia]] [[Mehaaniline töö|mehaaniliseks tööks]].
 
Enamik elektri[[mootor]]eid töötab tänu [[elektromagnetism]]i nähtusele. Kuid on ka mootoreid, mille töö baseerub teistel elektromehaanilistel nähtustel, nagu näiteks [[piesoelektriline efekt|piesoelektrilisel efektil]] või [[elektrostaatika|elektrostaatilistel]] [[jõud]]udel. Elektromagnetismi nähtusel põhinevad mootorid tekitavad jõudu [[magnetväli|magnetvälja]] ja[[elektrivool|voolu]] all oleva [[elektrijuht|juhti]] vastastikmõjust. Vastupidise saavutamiseks, elektrienergia tekitamiseks mehhaanilisest energiast, kasutatakse[[elektrigeneraator|generaatoreid]] või [[dünamo]]id. Mõnda elektrimootorit saab kasutada ka generaatorina, näiteks sõiduki [[veomootor]] võib olla kasutusel mõlemal eesmärgil. Elektrimootoreid ja generaatoreid kutsutakse ühisnimega [[elektrimasin]].
{{commonscat|Electric motors}}
 
Elektrimootoreid kasutatakse paljudes seadmetes: puhurites ja [[pump|pumpades]], tööpinkides, kodumasinates, elektrilistes tööriistades ja [[kõvaketas|kõvaketastes]]. Neid saab toita[[alalisvool]]uga, selle näiteks on akutoitel kaasaskantav seade või mootorsõiduk, ja[[vahelduvvool]]uga [[Elektrivõrk|elektrivõrgust]] või [[inverter]]ist. Väikseimaid mootoreid leiab [[käekell]]ade ja [[mobiiltelefon]]ide seest. Keskmise suurusega standardiseeritud mootoreid kasutatakse tööstusseadmetes. Kõige suuremad elektrimootoreid kasutatakse laevade liigutamiseks, torujuhtmete survestamiseks ja vee pumpamiseks elektrienergia salvestamiseks mõeldud [[hüdroelektrijaam]]ades, kus mootorite võimsused võivad ulatuda miljonite[[vatt]]ideni. Elektrimootoreid saab jaotada kasutatava elektrienergia, ehituse, rakenduse või liikumisviisi järgi.
==Vaata ka==
*[[Elektrimasin]]
*[[Asünkroonmootor]]
*[[Sünkroonmootor]]
*[[Alalisvoolumootor]]
*[[Samm-mootor]]
*[[Servomootor]]
 
Vooluga juhi ja magnetvälja vastastikmõjus tekkiva mehhaanilise jõu füüsikalise põhimõtte,[[Faraday seadus]]e, avastas 1831. aastal [[Michael Faraday]].<ref>{{netiviide | URL =http://inventors.about.com/library/inventors/blfaraday.htm| Pealkiri = Michael Faraday| Autor = Mary Bellis|Kasutatud = 19.09.2012| Keel = inglise}}</ref> 1821. aastast kuni 19. sajandi lõpuni valmistati järjest efektiivsemaid mootoreid, aga suuremahulise kommertskasutuse jaoks oli vaja efektiivseid generaatoreid ja elektrivõrku. Esimesed edukad elektrimootorid tegi[[Zénobe Gramme]] 1873. aastal.<ref>{{netiviide|URL=http://www.invent.org/hall_of_fame/270.html| Pealkiri=Zénobe Théophile Gramme |Kasutatud = 19.09.2012| Keel=inglise}}</ref>
 
Mõned seadmed muudavad elektrit liikumiseks, aga nende põhieesmärk ei ole kasuliku mehhaanilise jõu tootmine, seepärast ei nimetata neid enamasti ka elektrimootoriteks. Näiteks [[solenoid]]e ja [[valjuhääldi|valjuhääldeid]] nimetatakse enamasti mootori asemel [[täitur]]iks ja[[muundur]]iks.<ref>[http://history.sandiego.edu/gen/recording/loudspeaker.htmlSchoenherr,Steven F. (2001), "Loudspeaker History"].''[http://history.sandiego.edu/gen/recording/notes.html Recording Technology History]''. Kasutatud 13.03.2010.</ref>
 
==Ajalugu==
[[Pilt:Faraday magnetic rotation.jpg|pisi|upright|200px|Faraday elektromagneetiline eksperiment, 1821<ref>{{cite book | author = Faraday, Michael | title = Experimental Researches in Electricity | year = 1844 |volume = 2 }} See plate 4.</ref>]]
Elektromagnetilist viisi elektrienergia mehaaniliseks energiaks muutmiseks demonstreeris Briti teadlane [[Michael Faraday]] 1821. aastal. Vabalt rippuv juhe oli kastetud [[elavhõbe]]daga täidetud vanni, mille keskel oli [[püsimagnet]]. Kui juhtmest voolu läbi lasti, hakkas juhe magneti ümber ringlema.<ref>[http://www.sparkmuseum.com/MOTORS.HTM spark museum]</ref> Seda mootorit demonstreeritakse füüsikatundides, aga toksilise elavhõbeda asemel kasutatakse näiteks soolvett. See on lihtsaim mootoritüüp – [[homopolaarne mootor]].
 
==Terminid==
Elektrimootori liikuvat osa kutsutakse '''[[rootor]]iks''' ja statsionaarset osa'''[[staator]]iks'''. Magnetväljad tekivad [[maget]]poolustele. Need võivad olla väljapoolused, millele tekitatakse magnetväli elektriväli [[pool]]iga.
 
Vastavalt rootori nurgale lülitab [[Kommutaator (elektrimasin)|kommutaator]] voolu erinevatesse rootori mähistesse.
 
[[Alalisvoolumootor]] on mootor, mis kasutab töötamiseks [[alalisvool]]u, kuigi peaaegu alati on mootori sees mehhanism (näiteks kommutaator) alalisvoolu vahelduvvooluks muundamiseks.[[Vahelduvvoolumootor]] on mootor, mis töötab [[vahelduvvool]]u kasutades, tihti välditakse niimoodi kommutaatori kasutamist. [[Sünkroonmootor]] on vahelduvvoolumootor, mille kiirus on sisendvoolu sageduse suhtes fikseeritud. [[Asünkroonmootor]] on vahelduvvoolumootor, mille kiirus langeb koormuse kasvades. [[Universaalmootor]]id võivad töötada nii alalisvoolu kui ka vahelduvvoolu kasutades, kuigi vahelduvvoolu maksimaalne sagedus võib olla piiratud.
 
==Tööpõhimõte==
On olemas vähemalt kolme toimimismehhanismiga elektrimootoreid: magnetilised, elektrostaatilised ja piesoelektrilised. Kõige levinum neist on magnetiline.
 
===Magnetiline===
Peaaegu kõik elektrimootorid põhinevad [[magnetism]]il. Neis mootorites loovad nii staator kui rootor magnetvälju. Nende magnetväljade erinevus tekitab jõudu, mis väljendub väändemomendina võllis. Üks või mõlemad magnetväljad peavad muutuma koos rootori keerlemisega. Seda saavutatakse pooluste sisse ja välja lülitamise või tugevuste muutmisega.
 
Põhilised mootoritüübid on alalisvoolu- ja vahelduvvoolumootorid. Kõik mootorid vajavad sünkronisatsiooni magnetvälja ja rootori vahel.
{| class="wikitable"
|+ Mootoritüüpide võrdlus<ref>http://www.circuitcellar.com/ Motor Comparison, Circuit Cellar Magazine, July 2008, Issue 216, Bachiochi, p.78 (Table edited in Wikipedia, May 2011)</ref>
|-
! Tüüp
! Eelised
! Puudused
! Tavalised rakendused
! Tavaline juhtsignaal
|-
| [[Universaalmootor]]
| Suur väändemoment käivitushetkel, kompaktne, kiire.
| Hooldus (harjad)<br />Lühike eluiga <br />Tavaliselt lärmakas <br />Ainult väiksed on ökonoomsed
| Käeshoitavad elektritööriistad, nuimiksrid, tolmuimejad
| Alalisvool või ühefaasiline vahelduvvool
|-
| [[Sünkroonmootor]]
| Sünkroonne kiirus<br />
| Kallis
| Tööstuslikud mootorid<br />Kellad<br />Vinüülplaadi mängijad<br />Kassetimängijad
| Ühe- või mitmefaasiline vahelduvvool
|-
| [[Sammmootor]]
| Täpne positsioneerimine<br />Tugev hoidmisjõud
| Võivad olla kallid<br />Vajavad kontrollerit
| Positsioneerimine printerites ja disketilugejates <br />Tööstusmasinad
| Alalisvool
|-
| [[Harjavaba alalisvoolumootor]]
| Pikk eluiga<br />Vähe hooldust<br />Suur efektiivsus
| Kõrge alghind<br />Vajab kontrollerit
| Kõvakettad<br />CD/DVD mängijad<br />Elektrisõidukid <br /> Puldiga juhitavad masinad <br />[[Mehitamata õhusõiduk]]id
| Alalisvool või [[Pulsilaiusmodulatsioon]]
|-
| [[Harjdega alalisvoolumootor]]
| Lihtne kiiruse kontroll
| Hooldus (harjad)<br />Keskmine eluiga <br /> Kallis kommutaator ja harjad
| Mänguasjad <br /> Jooksulindid<br />Autode lisaseadmed
| Alalisvool või [[Pulsilaiusmodulatsioon]]
|}
====Alalisvoolumootor====
[[Pilt:Electric motor cycle 2.png|pisi|right|200px|Kahe poolusega ja püsimagnetiga staatoriga harjadega alalisvoolumootori siseehitus.]]
{{main|Alalisvoolumootor}}
Alalisvoolumootor on mootor, mis on disainitud kasutama alalisvoolu. Kaks näidet alisvoolumootoritest, mis ei muuda voolu vahelduvvooluks, on [[homopolaarne mootor]] ja[[kuullaagerimootor]]. Kõige levinumad alalisvoolumootorid on harjadega või harjavabad, mis kasutavad sisest või välist kommutatsiooni, et voolu mähistes rootori keerlemisega sünkroonis hoida.
 
====Vahelduvvoolumootor====
[[Vahelduvvoolumootor]]id on mootorid, mis kasutavad vahelduvvoolu. Nad ei vaja välist ega sisest kommutatsiooni, sest sisendpinge muutus tekitab vajaliku muutuva magnetvälja.
 
====Sammmootor====
{{main|Sammmootor}}
Sammmootorid on lähedalt seotud kolmefaasiliste sünkroonsete vahelduvvoolumootoritega, kus sisest püsimagnetitega rootorit kontrollitakse väliste elektrooniliselt lülitatavate magnetitega. Sammmootorist võib mõelda ka kui alalisvoolumootori ja pöördliikuva [[solenoid]]i hübriidist. Mähiseid pingestatakse järgemööda ja rootor suunab ennast voolu tekitatud magnetvälja järgi. Erinevalt sünkroonmootoritest ei keerle sammmootorid pidevalt, vaid "astuvad" – alustavad ja jäävad jälle kiirelt seisma – ühest positsioonist teise, vastavalt mähiste pingestusele. Olenevalt pulsside järjekorrast võib mootor keerelda ühte või teist pidi, muuta kiirust, jääda seisma, kiirendada või aeglustada suvalistel ajahetkedel.
 
====Universaalmootor====
[[Universaalmootor]] on mootor, mis on mõeldud kasutama vahelduv- ning alalisvoolu.[[Elektrivõrk|Elektrivõrgu]] sagedustel töötavad mootorid on harva võimsamad kui 1000 vatti. Universaalmootorite eeliseks on suur väändemoment käivitudes ja kiiretel kiirustel kompaktne suurus. Negatiivne pool on kommutaatori olemasolust tingitud hooldamise vajadus ning lühike eluiga. Selliseid mootoreid kasutatakse seadmetes, mida kasutatakse harva ja millel on vajadus suure väändemomendi järele, näiteks miksrid ja elektritööriistad.
 
===Piesoelektrilised===
{{main|Piesoelektriline mootor}}
'''Piesoelektriline mootor''' ehk '''piesomootor''' on [[elektrimootor]]i tüüp, mis põhineb[[piesoelekter|piesoelektriliste]] materjalide kujumuutusel [[elektriväli|elektrivälja]]muutudes. Piesomootor kasutab piesoelektrilist pöördefekti, kus lineaar- või pöördliikumise saavutamiseks tekitab materjal akustilisi või [[ultrahelimootor|ultraheli]] vibratsioone. Ühe võimaliku edasiliikumise viisina kasutatakse erineva kiirusega pikenemist ja lühenemist ühes tasapinnas, et roomata edasi nagu [[röövik]].
 
==Kasutusviisid==
Paljudes tänapäeval ehitatavates masinates kasutatakse standardiseeritud elektrimootoreid. Spetsiifilisemate ülesannete jaoks disainitakse ka spetsiaalseid mootoreid.
 
===Pöörlevad===
 
Pöörlevaid elektrimootoreid kasutatakse puhurites, turbiinides, puurmasinates, elektriauto ratastes, vedurites ning konveierlintides. Lisaks kasutatakse pöörlevaid mootoreid vibratsiooni ja võnkumise tekitamiseks. Mootori otsas on asümmeetriline raskus, mille keerlemine paneb nii mootori kui ka muud mootori külge kinnituvad struktuurid värisema. Sellist lahendust kasutatakse mobiiltelefonide vibratsiooni mootorites.
 
Elektrimootorid on ka populaarsed [[robootika]]s. Nad veavad rattaid sõitvates robotites ja[[tagasiside]]t kasutavad mootorid – [[servomootor]]id liigutavad tööstuslikke robotkäsi ning[[humanoidrobot]]ite jäsemeid. Lendavates robotites ja helikopterites keerutavad elektrimootorid propellerit või rootorit.
 
Elektrimootorid asendavad lennukites ja sõjaväetehnikas[[Hürdosilinder|hüdrosilindreid]].<ref>Briere D. and Traverse, P. (1993) “[http://personales.upv.es/juaruiga/teaching/TFC/Material/Trabajos/AIRBUS.PDF Airbus A320/A330/A340 Electrical Flight Controls: A Family of Fault-Tolerant Systems]” Proc. FTCS, pp. 616–623.</ref><ref>North, David. (2000) "Finding Common Ground in Envelope Protection Systems".''Aviation Week & Space Technology'', Aug 28, pp. 66–68.</ref>
 
Tööstuses kasutatavad elektrimootorid keerutavad saekettaid ja linte lõikamisprotsessides ja keeravad freespinkides detaile. Kiired ja täpsed servomootorid positsioneerivad modernsetes[[CNC|arvutijuhitud tööpinkides]] tööriistu ja tooteid. Toiduainetööstuses on levinud elektrijõul töötavad segistid. Lineaarmootoreid kasutatakse tihti toodete mahutitesse lükkamiseks.
 
==Viited==
<references/>
== Välislingid ==
*[http://teadus.err.ee/artikkel?cat=1&id=5111 Maailma väikseim elektrimootor koosneb ühest molekulist], ERR, 5. september 2011
 
{{Mall:Elektrimootor}}
[[Kategooria:Elektrimootorid| ]]
 
[[Kategooria:Elektrotehnika]]
[[Kategooria:Elektrimasinad]]
 
[[af:Elektriese motor]]