Ez a cikk ugyan nem varázsol belőled villamosmérnököt, de hasznos betekintést ad a villanymotorok és hajtástechnika világába. A hétköznapi életünk során villanymotorok százával érintkezünk, ha nem is közvetlenül, így szinte általános műveltségnek tekinthető, ha ismerjük a működési elvét. Ezt nyújtjuk neked most: még akkor is érteni fogod a témát, ha nem vagy mérnök. Ismerd meg a villanymotorok és hajtástechnikák alapjait!

Mi az a villanymotor, és hol találkozol vele?

Kezdjünk egy rövid magyarázattal a villanymotorról. Motor, tehát meghajt egy gépet – és villany, tehát elektromos árammal működik. A gyakorlatban arról van szó, hogy egy szerkezet, amit árammal táplálunk meg, az elektromos energiát mechanikus (mozgási) energiává alakítja – és jellemzően forgó mozgás formájában adja le, mint teljesítmény. Tehát a villanymotor valamit megforgat egy gépben. Eddig érthető, igaz?

A gépek, melyek villanymotorral működnek, szinte véget nem érő listát alkotnak – gondolj csak bele, hogy otthon a porszívód is így működik (a forgó mozgást a speciális kialakítású ventilátor kapja meg, amely ettől szívó teljesítményt nyújt), vagy az elektromos habverőd, aminek a keverőlapátjait hajtja egy kis méretű villanymotor. De ugyanígy, maga a villamos is azért halad a síneken, mert az áramszedőin keresztül kapott áramot a benne lévő villanymotor és hajtástechnika forgó mozgássá alakítja, amit a kerekek felé továbbít. És hasonló dolog történik a kerti szivattyúban is, amiben a forgó mozgást a talajvíz felhajtására használjuk fel.

A villanymotor alapja: az elektromágneses indukció

A villanymotorok leegyszerűsítve két fő részből állnak: állórészből és forgórészből. A motorban a váltakozó áramra való csatlakoztatást követően az állórész mágneses mezőt generál, aminek hatására a forgórészben lévő tekercsben feszültség indukálódik. Az így kialakuló áram és indukált feszültség kölcsönhatása idézi elő a forgó mozgást, és ezt a kölcsönhatást nevezzük elektromágneses indukciónak.

3 ismerősen csengő név a villanymotor történetéből

Villanymotor sztori dióhéjban, három fő állomással, és három olyan névvel, akikről valószínűleg már hallottál: a már említett elektromágneses indukció, tehát az elektromos energia mechanikus energiává való átalakítása Michael Faraday angol tudós nevéhez fűződik, aki ezt 1831-ben fedezte fel. Ezt követően a magyar Jedlik Ányos volt az, aki az első villanymotort elkészítette – majd a gyakorlatban is alkalmazhatóvá Werner Siemens német fizikus tette a szerkezetet.

A mozgás továbbítása: hajtóművel

A villanymotor teljesítményét a hajtóművel tudjuk felhasználhatóvá tenni. Ennek az eszköznek a szerepe az, hogy a hozzákapcsolt villanymotor forgatónyomatékát és fordulatszámát átalakítsa úgy, hogy azok megfeleljenek az adott felhasználás követelményeinek: legyen az egy mozgólépcső, ipari emelő szerkezet, stb.

A hajtóművek típusai és működése

A hajtómű tehát csökkenti vagy növeli a motor fordulatszámát, a mechanikus áttétel alapján. Ez az érték, a behajtási és kihajtási fordulatszám aránya, vagy szakkifejezéssel az eredő fordulatszám-áttétel egy fontos jellemzője a hajtóműveknek.  

 Három osztályba soroljuk a hajtóműveket, az erőátvitel módja alapján: 

• párhuzamos tengelyű hajtóművek: a behajtó és kihajtó tengely egy irányba (síkba) esik, így az erőátvitel egyenes vonalú. Ilyen például a homlokkerekes hajtómű és a lapos hajtómű.
• bolygókerekes hajtóművek: bár szintén egyenes vonalú erőátvitelről van szó, a speciális koaxiális elrendezés miatt a behajtó tengely körül helyezkedik el a kihajtó tengely (belső fogazattal), amire úgynevezett bolygókerekek viszik át az erőt.
• derékszögű hajtóművek: a két tengely derékszöget zár be egymással, az erőátvitel tehát nem egyenes vonalú. Ilyen például a kúpkerekes hajtómű és a csigakerekes hajtómű. 

Gondolj ezekre, amikor legközelebb fúrógépet használsz, vagy turmixolsz. Ha pedig megnéznéd ipari kivitelben ezeket a gépeket, vess egy pillantást a professzionális Lenze villanymotorokra és hajtóművekre.