Електродвигателите разчитат на електромагнитна индукция, явление, открито в началото на 19 век от физика Майкъл Фарадей. Той открива, че движението на магнита през тороида, около който е увил проводящия проводник, генерира електрически ток в проводника. Електрическите двигатели използват тази идея в обратен ред. Тъй като токът преминава през бобината, бобината се магнетизира и когато е свързана към вала и окачена в поле, създадено от постоянен магнит, противоположните магнитни сили генерират достатъчно сила, за да завъртят вала. Свързването на вала към трансмисионния механизъм е в състояние да работи и добавянето на лагери намалява триенето и увеличава ефективността на двигателя.
Основните части на електродвигателя включват статора и ротора, серия от зъбни колела или ремъци и лагери за намаляване на триенето. Двигателите с постоянен ток също се нуждаят от комутатор, за да променят посоката на тока и да поддържат въртенето на двигателя.
Поредица от електромагнити създава магнитно поле в съвременните двигатели.
Статор, ротор, четки и комутатор
Вместо да използват постоянен магнит, съвременните търговски електрически двигатели обикновено разчитат изцяло на електромагнити. Статорът образува поредица от малки намотки, подредени в кръгова подредба и тези намотки генерират стоящо магнитно поле. Отделна намотка, навита около котвата и свързана с вала, образува ротор, който се върти вътре в полето. Тъй като не можете да свържете проводниците към въртящата се макара, роторът обикновено съдържа метални четки, които остават в контакт с проводимата повърхност на статора. Тази повърхност, заедно със статорните намотки, е свързана със захранващите клеми, разположени на капаците на двигателя.
Когато включите захранването, електричеството се влива в бобините на полето, за да създаде постоянно магнитно поле. Той също протича през четките и захранва намотката на котвата. Двигателите с постоянен ток, като тези, работещи на батерии, включват и комутатор, който е превключвател, свързан към вала на ротора, който обръща електрическото поле при всяко половин завъртане на ротора. Това обръщане на полето е необходимо, за да се върти роторът в една посока.
Зъбни колела и колани
Самият вал на въртящ се двигател не е много полезен, освен ако не искате да го използвате за пробиване или завъртане на лопатката на вентилатора. Повечето двигатели включват система от зъбни колела и/или задвижващи ремъци за преобразуване на енергията на въртящия се вал в полезно движение. Разположението на ремъците или зъбните колела може да увеличи скоростта на въртене на съседния вал, което води до намаляване на мощността, или може да увеличи мощността при намалена скорост на въртене. Червячните редуктори могат да променят посоката на въртене с 90 градуса. Зъбните колела и ремъците позволяват на един двигател да изпълнява едновременно различни функции.
Лагерът намалява триенето и увеличава стабилността и ефективността.
Лагери за намаляване на триенето
Колкото по-голям е двигателят, толкова по-голямо е триенето между движещите се части. Тази сила на триене е в контраст с движението на ротора, което намалява ефективността на двигателя и в крайна сметка износва частите. Повечето двигатели имат лагери между статора и ротора, които поддържат центъра на ротора и минимизират въздушната междина. По-малките двигатели имат сачмени лагери, докато по-големите използват ролкови лагери. Лагерите се нуждаят от редовно смазване, което е важна процедура за поддръжка заедно с поддръжката и почистването на намотките на статора и четките на ротора.