Az egyenáramú motorok mindenütt megtalálhatók a különféle alkalmazásokban használt elektronikus berendezésekben.

Általában ezeket a motorokat olyan berendezésekben alkalmazzák, amelyek valamilyen forgó vagy mozgást előidéző ​​vezérlést igényelnek.Az egyenáramú motorok számos elektrotechnikai projekt alapvető alkotóelemei.Az egyenáramú motor működésének és a motor fordulatszámának szabályozásának alapos ismerete lehetővé teszi a mérnökök számára, hogy olyan alkalmazásokat tervezzenek, amelyek hatékonyabb mozgásvezérlést tesznek lehetővé.

Ez a cikk részletesen megvizsgálja a rendelkezésre álló egyenáramú motorok típusait, működési módját és a sebességszabályozás elérését.

Mik azok az egyenáramú motorok?

MintAC motorok, Az egyenáramú motorok elektromos energiát is mechanikai energiává alakítanak át.Működésük az egyenáramú generátor fordítottja, amely elektromos áramot állít elő.A váltakozó áramú motoroktól eltérően az egyenáramú motorok egyenáramról működnek – nem szinuszos, egyirányú teljesítményről.

Alapvető konstrukció

Bár az egyenáramú motorokat többféleképpen tervezték, mindegyik a következő alapvető részeket tartalmazza:

• Rotor (a gép forgó része; más néven „armatúra”)
• Állórész (a terepi tekercsek vagy a motor „álló” része)
• Kommutátor (motortípustól függően lehet kefés vagy kefe nélküli)
• Mezőmágnesek (a rotorhoz csatlakoztatott tengelyt forgató mágneses mezőt biztosítják)

A gyakorlatban az egyenáramú motorok a forgó armatúra és az állórész vagy a rögzített alkatrész mágneses mezőinek kölcsönhatásán alapulnak.

Érzékelő nélküli DC kefe nélküli motorvezérlő.A kép felhasználása jóvoltábólKenzi Mudge.

Működési elve

Az egyenáramú motorok a Faraday-féle elektromágnesesség elvén működnek, amely kimondja, hogy az áramot vezető vezető erőt fejt ki, amikor mágneses mezőbe helyezi.Fleming „Bal kéz szabálya elektromos motorokhoz” szerint ennek a vezetőnek a mozgása mindig az áramra és a mágneses térre merőleges irányban történik.

Matematikailag ezt az erőt úgy fejezhetjük ki, hogy F = BIL (ahol F az erő, B a mágneses tér, I az áramot jelenti, L pedig a vezető hossza).

Az egyenáramú motorok típusai

Az egyenáramú motorok felépítésüktől függően különböző kategóriákba sorolhatók.A leggyakoribb típusok közé tartozik a szálcsiszolt vagy kefe nélküli, az állandó mágnes, a soros és a párhuzamos.

Kefés és kefe nélküli motorok

Szálcsiszolt egyenáramú motoregy pár grafit- vagy szénkefét használ, amelyek áramot vezetnek vagy szállítanak az armatúrából.Ezeket a keféket általában a kommutátor közvetlen közelében tartják.Az egyenáramú motorok keféinek további hasznos funkciói közé tartozik a szikramentes működés biztosítása, az áram irányának szabályozása forgás közben, és a kommutátor tisztán tartása.

Kefe nélküli DC motoroknem tartalmaznak szén- vagy grafitkefét.Általában egy vagy több állandó mágnest tartalmaznak, amelyek egy rögzített armatúra körül forognak.A kefék helyett a kefe nélküli egyenáramú motorok elektronikus áramköröket használnak a forgásirány és a sebesség szabályozására.

Állandó mágneses motorok

Az állandó mágneses motorok két egymással szemben lévő állandó mágnessel körülvett forgórészből állnak.A mágnesek mágneses mező fluxust szolgáltatnak, amikor egyenáramot vezetnek, ami a rotort az óramutató járásával megegyező vagy azzal ellentétes irányban forog, a polaritástól függően.Az ilyen típusú motorok fő előnye, hogy állandó frekvenciával, szinkron fordulatszámmal tud működni, ami lehetővé teszi az optimális fordulatszám szabályozást.

Sorozatos egyenáramú motorok

A sorozatmotorok állórészük (általában rézrudakból) és terepi tekercselései (réztekercsei) sorba vannak kötve.Következésképpen az armatúraáram és a mezőáram egyenlő.Nagy áram folyik közvetlenül a betáplálásból a terepi tekercsekbe, amelyek vastagabbak és kisebbek, mint a söntmotorokban.A terepi tekercsek vastagsága növeli a motor teherbíró képességét, és erős mágneses tereket is hoz létre, amelyek nagyon nagy nyomatékot adnak a sorozat egyenáramú motorjainak.

Shunt DC motorok

A sönt egyenáramú motor armatúrája és mezőtekercsei párhuzamosan vannak kötve.A párhuzamos csatlakozásnak köszönhetően mindkét tekercs ugyanazt a tápfeszültséget kapja, bár külön gerjesztve vannak.A söntmotorok általában több fordulattal rendelkeznek a tekercseken, mint a soros motorok, amelyek működés közben erőteljes mágneses teret hoznak létre.A söntmotorok kiváló fordulatszám-szabályozással rendelkeznek, még változó terhelés mellett is.Általában azonban hiányzik belőlük a sorozatos motorok nagy indítónyomatéka.

Motor- és fordulatszám-szabályozó áramkör egy mini fúrógépbe szerelve.A kép felhasználása jóvoltábólDilshan R. Jayakody

DC motor fordulatszám szabályozás

A soros egyenáramú motorok fordulatszám-szabályozásának három fő módja van – fluxusszabályozás, feszültségszabályozás és armatúra ellenállás-szabályozás.

1. Fluxusszabályozási módszer

A fluxusszabályozási módszernél egy reosztát (a változó ellenállás egy fajtája) sorba van kötve a terepi tekercsekkel.Ennek az alkatrésznek az a célja, hogy növelje a soros ellenállást a tekercsekben, ami csökkenti a fluxust, következésképpen növeli a motor fordulatszámát.

2. Feszültségszabályozási módszer

A változó szabályozási módszert jellemzően sönt egyenáramú motorokban használják.Ismét két módja van a feszültségszabályozás szabályozásának:

• A söntmező csatlakoztatása rögzített izgalmas feszültséghez, miközben az armatúrát különböző feszültségekkel látja el (más néven többszörös feszültségvezérlés)
• Az armatúra feszültségének változtatása (más néven Ward Leonard módszer)

3. Armatúra ellenállás szabályozási módszer

Az armatúra ellenállás szabályozása azon az elven alapul, hogy a motor fordulatszáma egyenesen arányos a hátsó EMF-fel.Tehát, ha a tápfeszültséget és az armatúra ellenállását állandó értéken tartják, a motor fordulatszáma egyenesen arányos lesz az armatúra áramával.