Motor vs Generator:Kerneforskelle forklaret

Af Kim Lewis Opdateret 24. marts 2022

Byggeri

Elektriske motorer og generatorer deler et fælles fundament:en roterende strømførende sløjfe, eller armatur, placeret inden for et magnetfelt. Armaturets jernkerne forstærker det indre felt, mens vekselstrøm, der flyder gennem løkken, vender dens retning, og holder ankeret i evig bevægelse. Når sløjfen bevæger sig, inducerer en skiftende magnetisk flux en elektromotorisk kraft (EMF), den spænding, der driver enheden.

EMF, forkortelse for elektromotorisk kraft, er ikke en mekanisk kraft, men den potentielle forskel, der omdanner en energiform til en anden. Batterier, for eksempel, omdanner kemisk energi til elektrisk energi, hvilket giver en kilde til EMF. Størrelsen af den inducerede EMF følger Faradays lov om induktion:Jo hurtigere magnetfeltet ændrer sig, jo større spænding produceres.

AC-generatorer

AC-generatorer - ofte kaldet vekselstrømsgeneratorer - konverterer mekanisk energi til vekslende elektrisk strøm. Rotationsbevægelse, typisk leveret af dampturbiner (kul, olie eller naturgas), nuklear fission eller hydroelektriske turbiner (f.eks. ved Niagara Falls), drejer ankeret. Den resulterende EMF er en sinusbølge, hvis frekvens og amplitude afhænger af rotationshastigheden og styrken af det magnetiske felt.

AC-motorer

AC-motorer udfører det omvendte:de bruger elektrisk vekselstrøm til at generere mekanisk rotation. De fleste industrielle AC-motorer er afhængige af induktion, hvor statorens magnetfelt inducerer strømme i rotoren, hvilket skaber et drejningsmoment, der drejer akslen. Den samme spænding, som aktiverer spolerne, driver magnetfeltet, hvilket gør AC-motorer effektive og robuste til anvendelser i stor skala.

DC-motorer og generatorer

DC-versioner tilføjer en kommutator - en delt ring forbundet til børster - der vender strømretningen på det passende tidspunkt. Dette sikrer kontinuerlig rotation, uanset om enheden trækker strøm (motor) eller leverer strøm (generator). Armaturet kan være drevet af en permanent magnet eller en elektromagnet, og den genererede EMF er jævnstrøm.

Motorer sammenlignet med generatorer

Grundlæggende er hver motor en generator i forklædning:det roterende anker producerer EMF, selv når den forbruger elektrisk strøm. I en motor modarbejder denne tilbage-EMK den påførte spænding, hvilket begrænser strømstrømmen, når hastigheden stiger. Mens tilbage EMF reducerer strømforbruget under belastning, repræsenterer det også en iboende ineffektivitet, der skal styres i højtydende systemer.