Elmotorer producerar linjär eller roterande kraft (vridmoment) avsedd att driva någon extern mekanism, såsom en fläkt eller en hiss. En elmotor är i allmänhet konstruerad för kontinuerlig rotation, eller för linjär rörelse över ett betydande avstånd jämfört med dess storlek. Magnetiska solenoider är också givare som omvandlar elektrisk kraft till mekanisk rörelse, men kan producera rörelse över endast ett begränsat avstånd.
Elmotorer är mycket effektivare än den andra drivkraften som används inom industri och transport, förbränningsmotorn (ICE); elmotorer är vanligtvis över 95% effektiva medan ICE är långt under 50%. De är också lätta, fysiskt mindre, är mekaniskt enklare och billigare att bygga, kan ge omedelbart och konsekvent vridmoment vid vilken hastighet som helst, kan drivas med el som genereras av förnybara källor och släpper inte ut kol i atmosfären. Av dessa skäl ersätter elmotorer förbränning inom transport och industri, även om deras användning i fordon för närvarande begränsas av de höga kostnaderna och vikten av batterier som kan ge ett tillräckligt intervall mellan laddningar.
Elmotorer arbetar på tre olika fysiska principer: magnetism, elektrostatik och piezoelektricitet.
I magnetmotorer bildas magnetfält i både rotorn och statorn. Produkten mellan dessa två fält ger upphov till en kraft och därmed ett vridmoment på motoraxeln. Ett eller båda av dessa fält måste ändras med rotorn. Detta görs genom att slå på och stänga av polerna vid rätt tidpunkt, eller variera styrkan på polen.
Huvudtyperna är likströmsmotorer och växelströmsmotorer, där de senare ersätter den förra.
AC -motorer är antingen asynkrona eller synkrona.
När den väl startat kräver en synkronmotor synkronisering med det rörliga magnetfältets hastighet för alla normala momentförhållanden.
I synkrona maskiner måste magnetfältet tillhandahållas med andra medel än induktion, till exempel från separat exciterade lindningar eller permanentmagneter.
En motor med fraktionerad hästkrafter har antingen ett betyg under cirka 1 hästkrafter (0.746 kW), eller är tillverkad med en standardramstorlek som är mindre än en standardmotor på 1 hk. Många hushålls- och industrimotorer är i fraktionsklass.
En kommuterad likströmsmotor har en uppsättning roterande lindningar lindade på en ankar monterad på en roterande axel. Axeln bär också kommutatorn, en långvarig roterande elektrisk strömbrytare som periodiskt vänder strömflödet i rotorlindningarna när axeln roterar. Således har varje borstad likströmsmotor AC ström genom sina roterande lindningar. Ström flyter genom ett eller flera par borstar som bär på kommutatorn; borstarna ansluter en extern elkälla till den roterande ankaret.
Den roterande armaturen består av en eller flera trådspolar lindade runt en laminerad, magnetiskt "mjuk" ferromagnetisk kärna. Ström från borstarna flödar genom kommutatorn och en lindning av ankaret, vilket gör det till en tillfällig magnet (en elektromagnet). Magnetfältet som produceras av ankaret samverkar med ett stationärt magnetfält som produceras av antingen PM eller annan lindning (en fältspole), som en del av motorramen. Kraften mellan de två magnetfälten tenderar att rotera motoraxeln. Kommutatorn växlar ström till spolarna när rotorn vrider sig, så att rotorns magnetiska poler aldrig stämmer överens med statorfältets magnetpoler, så att rotorn aldrig stannar (som en kompassnål gör), utan snarare fortsätter att rotera så länge strömmen används.
Många av begränsningarna för den klassiska kommutatorns DC -motor beror på behovet av borstar för att pressa mot kommutatorn. Detta skapar friktion. Gnistor skapas av borstarna som gör och bryter kretsar genom rotorspolarna när borstarna passerar de isolerande luckorna mellan kommutatorsektioner. Beroende på kommutatorns konstruktion kan detta innefatta att borstarna kortsluter angränsande sektioner - och därmed spoländar - en stund medan de korsar mellanrummen. Vidare får rotorspolarnas induktans att spänningen över var och en stiger när dess krets öppnas, vilket ökar borstarnas gnistbildning.
Denna gnista begränsar maskinens maximala hastighet, eftersom för snabb gnistbildning kommer att överhettas, erodera eller till och med smälta kommutatorn. Strömtätheten per ytenhet för borstarna, i kombination med deras resistivitet, begränsar motorns effekt. Att skapa och bryta elektrisk kontakt genererar också elektriskt buller; gnista genererar RFI. Borstar slits så småningom ut och behöver bytas ut, och själva kommutatorn utsätts för slitage och underhåll (på större motorer) eller byte (på små motorer). Kommutatoraggregatet på en stor motor är ett kostsamt element som kräver precisionsmontering av många delar. På små motorer är kommutatorn vanligtvis permanent integrerad i rotorn, så att byta den kräver vanligtvis att hela rotorn byts ut.
