DC моторите се сеприсутни машини кои се наоѓаат во разновидна електронска опрема што се користи во различни апликации.

Вообичаено, овие мотори се распоредени во опрема која бара некаква форма на ротациона контрола или контрола за производство на движење.Моторите со еднонасочна струја се суштински компоненти во многу електротехнички проекти.Доброто разбирање на работата на моторот со еднонасочна струја и регулацијата на брзината на моторот им овозможува на инженерите да дизајнираат апликации што постигнуваат поефикасна контрола на движењето.

Оваа статија внимателно ќе ги разгледа типовите на достапни DC мотори, нивниот начин на работа и како да се постигне контрола на брзината.

Што се DC мотори?

ДопаѓаAC мотори, DC моторите исто така ја претвораат електричната енергија во механичка енергија.Нивната работа е обратна од DC генератор кој произведува електрична струја.За разлика од моторите со наизменична струја, моторите со еднонасочна струја работат на еднонасочна струја – несинусоидна, еднонасочна моќност.

Основна конструкција

Иако DC моторите се дизајнирани на различни начини, сите тие ги содржат следните основни делови:

• Ротор (дел од машината што ротира; познат и како „арматура“)
• Статор (намотки на теренот или „стационарен“ дел од моторот)
• Комутатор (може да се четка или без четка, во зависност од типот на моторот)
• Теренски магнети (обезбедете магнетно поле што врти оска поврзана со роторот)

Во пракса, DC моторите работат врз основа на интеракциите помеѓу магнетните полиња произведени од ротирачка арматура и онаа на статорот или фиксната компонента.

Контролор за мотори без четки DC без сензор.Сликата искористена со учтивост наКензи Муџ.

Принцип на работа

Моторите со еднонасочна струја работат на Фарадејовиот принцип на електромагнетизам кој вели дека проводникот што носи струја доживува сила кога ќе се стави во магнетно поле.Според Флеминговото „Лево правило за електрични мотори“, движењето на овој проводник е секогаш во насока нормална на струјата и магнетното поле.

Математички, оваа сила можеме да ја изразиме како F = BIL (каде F е сила, B е магнетното поле, јас се за струја, а L е должината на проводникот).

Видови на еднонасочни мотори

Моторите со еднонасочна струја спаѓаат во различни категории, во зависност од нивната конструкција.Најчестите типови вклучуваат брусен или без четка, постојан магнет, сериски и паралелни.

Брусени и четкички мотори

Брусен DC моторкористи пар графитни или јаглеродни четки кои се за спроведување или испорака на струја од арматурата.Овие четки обично се чуваат во непосредна близина на комутаторот.Други корисни функции на четките кај моторите со еднонасочна струја вклучуваат обезбедување на работа без искри, контролирање на насоката на струјата за време на ротација и одржување на комутаторот чист.

DC мотори без четкичкине содржат јаглеродни или графитни четки.Тие обично содржат еден или повеќе постојани магнети кои се вртат околу фиксирана арматура.На местото на четките, DC моторите без четкички користат електронски кола за да ја контролираат насоката на ротација и брзината.

Мотори со постојан магнет

Моторите со постојан магнет се состојат од ротор опкружен со два спротивставени постојани магнети.Магнетите обезбедуваат флукс на магнетното поле кога се пренесува dc, што предизвикува роторот да се врти во насока на стрелките на часовникот или спротивно од стрелките на часовникот, во зависност од поларитетот.Главната придобивка од овој тип на мотор е тоа што може да работи со синхрона брзина со константна фреквенција, што овозможува оптимално регулирање на брзината.

Сериски намотани DC мотори

Сериските мотори имаат намотки на статорот (обично направени од бакарни шипки) и намотки на теренот (бакарни калеми) поврзани во серија.Следствено, струјата на арматурата и струите на полето се еднакви.Високата струја тече директно од напојувањето во полето намотки кои се подебели и помали отколку кај шант моторите.Дебелината на намотките на полето ја зголемува носивоста на моторот и исто така произведува моќни магнетни полиња кои на сериските DC мотори им даваат многу висок вртежен момент.

Шант DC мотори

Шант DC мотор има арматура и намотки на терен поврзани паралелно.Поради паралелното поврзување, двете намотки добиваат ист напон на напојување, иако тие се возбудени посебно.Шант моторите обично имаат повеќе вртења на намотките отколку сериските мотори што создава моќни магнетни полиња за време на работата.Моторите со шант може да имаат одлична регулација на брзината, дури и со различни оптоварувања.Сепак, обично им недостасува високиот стартен вртежен момент на сериските мотори.

Коло за контрола на моторот и брзината инсталирано во мини вежба.Сликата искористена со учтивост наДилшан Р. Јајакоди

Контрола на брзината на DC моторот

Постојат три главни начини да се постигне регулација на брзината кај сериските DC мотори – контрола на флуксот, контрола на напонот и контрола на отпорот на арматурата.

1. Метод за контрола на флукс

Во методот на контрола на флуксот, реостат (тип на променлив отпорник) е поврзан во серија со намотките на полето.Целта на оваа компонента е да го зголеми серискиот отпор во намотките што ќе го намали флуксот, со што ќе ја зголеми брзината на моторот.

2. Метод на регулирање на напонот

Методот на променлива регулација обично се користи кај моторите со шант со еднонасочна струја.Повторно, постојат два начини да се постигне контрола на регулацијата на напонот:

• Поврзување на полето за шант со фиксен возбудлив напон додека ја снабдува арматурата со различни напони (познато како контрола на повеќе напон)
• Промена на напонот доставен до арматурата (познато како методот Вард Леонард)

3. Метод за контрола на отпорот на арматурата

Контролата на отпорот на арматурата се заснова на принципот дека брзината на моторот е директно пропорционална со задниот EMF.Значи, ако напонот за напојување и отпорот на арматурата се одржуваат на константна вредност, брзината на моторот ќе биде директно пропорционална на струјата на арматурата.