מנוע חשמלי הוא מכונה חשמלית הממירה אנרגיה חשמלית לאנרגיה מכנית. רוב המנועים החשמליים פועלים באמצעות האינטראקציה בין השדה המגנטי של המנוע לזרם החשמלי בפיתול תיל כדי ליצור כוח בצורת מומנט המופעל על ציר המנוע.
מנועים חשמליים יכולים להיות מופעלים על ידי מקורות זרם ישר (DC), כגון סוללות, או מיישרים, או על ידי מקורות זרם חילופין (AC), כגון רשת חשמל, ממירים או גנרטורים חשמליים. גנרטור חשמלי זהה מבחינה מכנית למנוע חשמלי, אך פועל בזרימה הפוכה של כוח, וממיר אנרגיה מכנית לאנרגיה חשמלית.
מנועים חשמליים עשויים להיות מסווגים לפי שיקולים כגון סוג מקור החשמל, בנייה פנימית, יישום וסוג תפוקת התנועה. בנוסף לסוגי AC לעומת DC, המנועים עשויים להיות מוברשים או ללא מברשות, עשויים להיות שלבים שונים (ראה חד פאזי, דו פאזי או תלת פאזי), והם עשויים להיות מקוררים באוויר או מקוררים בנוזל. מנועים כלליים בעלי מידות ומאפיינים סטנדרטיים מספקים כוח מכני נוח לשימוש תעשייתי.
המנועים החשמליים הגדולים ביותר משמשים להנעה של ספינות, דחיסת צינורות ויישומי אחסון בשאיבה עם דירוג של 100 מגה וואט. מנועים חשמליים נמצאים במאווררים תעשייתיים, מפוחים ומשאבות, כלי מכונה, מכשירי חשמל ביתיים, כלי חשמל וכונני דיסק. ניתן למצוא מנועים קטנים בשעונים חשמליים. ביישומים מסוימים, כגון בלימה רגנרטיבית עם מנועי משיכה, ניתן להשתמש במנועים חשמליים הפוך כגנרטורים לשחזור אנרגיה שאחרת עלולה ללכת לאיבוד כחום וחיכוך.
חשמלית, מנוע מורכב משני רכיבים הנעים זה לזה ואשר יוצרים יחד מעגל מגנטי:
מגנטים לשדה - חלק זה יוצר שדה מגנטי העובר דרך האבזור. בדרך כלל מדובר בקבוצת אלקטרומגנטים המקיפים את הרוטור, המורכבת מפיתולי תיל על ליבת ברזל פרומגנטית המנחה את השדה המגנטי. לחלופין זה יכול להיות מגנט קבוע אחד או יותר.
אבזור - זהו החלק שדרכו זורם הזרם החשמלי המפתח את הכוח. בדומה לסלילי שדה, הוא מורכב מפיתולי תיל על ליבה פרומגנטית. כאשר זרם חשמלי עובר דרך החוט השדה המגנטי ממגנט השדה מפעיל עליו כוח, שנקרא כוח לורנץ, והופך את הרוטור.
אחד המרכיבים הללו מותקן על הסטאטור, החלק הנייח של המנוע מחובר למסגרת, השני נמצא על הרוטור, החלק שמסתובב. מגנט השדה נמצא בדרך כלל על הסטאטור והאבזור על הרוטור, אך בכמה סוגים של מנועים הם הפוכים.
מבחינה מכנית, מנוע מורכב מחלקים אלה
הרוטור
במנוע חשמלי, החלק הנע הוא הרוטור, אשר מסובב את הפיר כדי לספק את הכוח המכני. הרוטור מכיל בדרך כלל מוליכים הנושאים זרמים, שהשדה המגנטי של הסטטור מפעיל עליו כוח לסובב את הפיר. לחלופין, כמה רוטורים נושאים מגנטים קבועים, והסטאטור מחזיק את המוליכים.
חייב להיות פער אוויר בין הסטאטור לרוטור כדי שהוא יוכל להסתובב. לרוחב הפער יש השפעה משמעותית על המאפיינים החשמליים של המנוע. בדרך כלל הוא נעשה קטן ככל האפשר, מכיוון שלפער גדול יש השפעה שלילית חזקה על הביצועים. זהו המקור העיקרי של גורם ההספק הנמוך בו פועלים מנועים. זרם המגנטיזציה גדל וגורם ההספק יורד עם פער האוויר, כך שהפערים הצרים טובים יותר. פערים קטנים מאוד עלולים להוות בעיות מכניות בנוסף לרעש ולהפסדים.
