Sähkömoottorit tuottavat lineaarista tai pyörivää voimaa (vääntömomenttia), joka on tarkoitettu kuljettamaan jotakin ulkoista mekanismia, kuten tuuletinta tai hissiä. Sähkömoottori on yleensä suunniteltu jatkuvaan pyörimiseen tai lineaariseen liikkeeseen huomattavan matkan verran sen kokoon verrattuna. Magneettiset solenoidit ovat myös antureita, jotka muuttavat sähkötehon mekaaniseksi liikeksi, mutta voivat tuottaa liikettä vain rajoitetun matkan.
Sähkömoottorit ovat paljon tehokkaampia kuin toinen teollisuudessa ja liikenteessä käytettävä päämoottori, polttomoottori (ICE); sähkömoottorit ovat tyypillisesti yli 95% tehokkaita, kun taas ICE: t ovat selvästi alle 50%. Ne ovat myös kevyitä, fyysisesti pienempiä, ne ovat mekaanisesti yksinkertaisempia ja halvempia rakentaa, ne voivat tuottaa välittömän ja tasaisen vääntömomentin millä tahansa nopeudella, voivat käyttää uusiutuvista lähteistä tuotettua sähköä eivätkä päästä hiiltä ilmakehään. Näistä syistä sähkömoottorit korvaavat polttamisen liikenteessä ja teollisuudessa, vaikka niiden käyttöä ajoneuvoissa rajoittavat tällä hetkellä korkeat kustannukset ja akkujen paino, jotka voivat antaa riittävän vaihteluvälin latausten välillä.
Sähkömoottorit toimivat kolmella eri fyysisellä periaatteella: magnetismi, sähköstaattisuus ja pietsosähkö.
Magneettimoottoreissa magneettikenttiä muodostuu sekä roottoriin että staattoriin. Näiden kahden kentän välinen tuote aiheuttaa voiman ja siten vääntömomentin moottorin akselille. Yhden tai molempien näiden kenttien on muututtava roottorin pyöriessä. Tämä tehdään kytkemällä pylväät päälle ja pois päältä oikeaan aikaan tai vaihtamalla napan lujuutta.
Päätyypit ovat tasavirtamoottorit ja vaihtovirtamoottorit, joista jälkimmäinen korvaa entisen.
AC -sähkömoottorit ovat joko asynkronisia tai synkronisia.
Käynnistyksen jälkeen synkronimoottori vaatii synkronoinnin liikkuvan magneettikentän nopeuden kanssa kaikissa normaaleissa vääntömomenttiolosuhteissa.
Synkronikoneissa magneettikentän on oltava muulla kuin induktiolla, kuten erikseen herätetyillä käämillä tai kestomagneeteilla.
Murtohevosvoiman moottorin teho on joko alle 1 hevosvoimaa (0.746 kW) tai se on valmistettu vakiokokoisella koolla, joka on pienempi kuin 1 hevosvoiman moottori. Monet kotitalous- ja teollisuusmoottorit kuuluvat murto-hevosvoiman luokkaan.
Kommutoidussa tasavirtamoottorissa on joukko pyöriviä käämiä, jotka on kierretty ankkuriin, joka on asennettu pyörivään akseliin. Akselissa on myös kommutaattori, pitkäikäinen pyörivä sähkökytkin, joka ajoittain kääntää virran virtauksen roottorin käämissä akselin pyöriessä. Siten jokaisessa harjatussa tasavirtamoottorissa on vaihtovirtaa pyörivien käämien läpi. Virta kulkee yhden tai useamman harjaparin läpi, jotka kantavat kommutaattoria; harjat kytkevät ulkoisen sähköenergian lähteen pyörivään ankkuriin.
Pyörivä ankkuri koostuu yhdestä tai useammasta lankakelasta, jotka on kierretty laminoidun, magneettisesti "pehmeän" ferromagneettisen ytimen ympärille. Harjoista tuleva virta kulkee kommutaattorin ja ankkurin yhden käämin läpi, mikä tekee siitä väliaikaisen magneetin (sähkömagneetti). Ankkurin tuottama magneettikenttä on vuorovaikutuksessa kiinteän magneettikentän kanssa, jonka tuottavat joko PM: t tai muu käämitys (kenttäkela) osana moottorin kehystä. Kahden magneettikentän välisellä voimalla on taipumus pyörittää moottorin akselia. Kommutaattori kytkee virran käämille roottorin pyöriessä pitäen roottorin magneettiset navat aina täysin linjassa staattorikentän magneettinapojen kanssa, niin että roottori ei koskaan pysähdy (kuten kompassineula), vaan jatkaa pyörimistä niin kauan kuin virtaa käytetään.
Monet klassisen kommutaattorin tasavirtamoottorin rajoituksista johtuvat siitä, että harjat tarvitsevat painaa kommutaattoria vasten. Tämä luo kitkaa. Kipinöitä syntyy, kun harjat muodostavat ja rikkovat piirejä roottorikäämien läpi, kun harjat ylittävät kommutaattoriosien väliset eristysraot. Kommutaattorin rakenteesta riippuen tähän voi kuulua harjat, jotka oikosulkevat viereiset osat - ja siten kelan päät - hetkellisesti rakojen ylittäessä. Lisäksi roottorikäämien induktanssi saa kunkin jännitteen nousemaan, kun sen piiri avataan, mikä lisää harjojen kipinöintiä.
Tämä kipinä rajoittaa koneen enimmäisnopeutta, koska liian nopea kipinöinti ylikuumenee, syövyttää tai jopa sulattaa kommutaattorin. Harjojen virrantiheys pinta -alayksikköä kohti yhdessä niiden resistanssin kanssa rajoittaa moottorin tehoa. Sähkökontaktin muodostaminen ja katkaiseminen aiheuttaa myös sähköistä kohinaa; kipinä tuottaa RFI: tä. Harjat kuluvat lopulta ja ne on vaihdettava, ja itse kommutaattori kuluu ja huolletaan (suuremmissa moottoreissa) tai vaihdetaan (pienissä moottoreissa). Suuren moottorin kommutaattorikokoonpano on kallis elementti, joka vaatii monien osien tarkkaa kokoonpanoa. Pienissä moottoreissa kommutaattori on yleensä pysyvästi integroitu roottoriin, joten sen vaihtaminen vaatii yleensä koko roottorin vaihtamisen.
