Разумевање режима рада ДЦ мотора и

Технике регулације брзине

​

ДЦ мотори су свеприсутне машине које се налазе у разноврсној електронској опреми која се користи у различитим применама.

Типично, ови мотори се користе у опреми која захтева неки облик контроле ротације или покрета.Мотори једносмерне струје су основне компоненте у многим електротехничким пројектима.Добро разумевање рада ДЦ мотора и регулације брзине мотора омогућава инжењерима да дизајнирају апликације које постижу ефикаснију контролу кретања.

Овај чланак ће детаљно размотрити доступне типове ДЦ мотора, њихов начин рада и како постићи контролу брзине.

Шта су ДЦ мотори?

КаоАЦ мотори, ДЦ мотори такође претварају електричну енергију у механичку енергију.Њихов рад је обрнут од ДЦ генератора који производи електричну струју.За разлику од мотора на наизменичну струју, ДЦ мотори раде на једносмерну струју – несинусоидну, једносмерну снагу.

Основна конструкција

Иако су ДЦ мотори дизајнирани на различите начине, сви они садрже следеће основне делове:

• Ротор (део машине који се ротира; познат и као „арматура“)
• Статор (намотаји поља, или „стационарни“ део мотора)
• Комутатор (може бити брушен или без четкица, у зависности од типа мотора)
• Магнети поља (обезбеђују магнетно поље које окреће осовину повезану са ротором)

У пракси, ДЦ мотори раде на основу интеракције између магнетних поља произведених од ротирајуће арматуре и статора или фиксне компоненте.

ДЦ контролер мотора без сензора без четкица.Слика је коришћена љубазношћуКензи Мудге.

Принцип рада

ДЦ мотори раде на Фарадејевом принципу електромагнетизма који каже да проводник који носи струју доживљава силу када се стави у магнетно поље.Према Флеминговом „правилу леве руке за електромоторе“, кретање овог проводника је увек у правцу који је окомит на струју и магнетно поље.

Математички, ову силу можемо изразити као Ф = БИЛ (где је Ф сила, Б је магнетно поље, И представља струју, а Л је дужина проводника).

Врсте ДЦ мотора

ДЦ мотори спадају у различите категорије, у зависности од њихове конструкције.Најчешћи типови укључују брушени или без четкица, перманентни магнет, серијски и паралелни.

Брушени и без четкица мотори

Брушени ДЦ моторкористи пар графитних или угљених четкица које служе за вођење или испоруку струје из арматуре.Ове четке се обично држе у непосредној близини комутатора.Друге корисне функције четкица у моторима једносмерне струје укључују обезбеђивање рада без варница, контролу правца струје током ротације и одржавање комутатора чистим.

ДЦ мотори без четкицане садрже угљеничне или графитне четке.Обично садрже један или више трајних магнета који се окрећу око фиксне арматуре.Уместо четкица, ДЦ мотори без четкица користе електронска кола за контролу смера ротације и брзине.

Мотори са сталним магнетом

Мотори са трајним магнетима састоје се од ротора окруженог са два супротна трајна магнета.Магнети обезбеђују флукс магнетног поља када се прође ДЦ, што узрокује да се ротор окреће у смеру казаљке на сату или супротно од смера казаљке на сату, у зависности од поларитета.Главна предност овог типа мотора је што може да ради на синхроној брзини са константном фреквенцијом, омогућавајући оптималну регулацију брзине.

Серијски намотани ДЦ мотори

Серијски мотори имају статорске (обично направљене од бакарних шипки) намотаје и намотаје поља (бакарне калемове) повезане у серију.Сходно томе, струја арматуре и струје поља су једнаке.Висока струја тече директно из напајања у намотаје поља који су дебљи и мањи него код шант мотора.Дебљина намотаја поља повећава носивост мотора и такође производи моћна магнетна поља која дају серијским ДЦ моторима веома висок обртни момент.

Схунт ДЦ мотори

Схунт ДЦ мотор има своју арматуру и намотаје поља спојене паралелно.Захваљујући паралелној вези, оба намотаја добијају исти напон напајања, иако се посебно побуђују.Схунт мотори обично имају више окрета на намотајима од серијских мотора који стварају моћна магнетна поља током рада.Схунт мотори могу имати одличну регулацију брзине, чак и са различитим оптерећењима.Међутим, обично им недостаје велики почетни обртни момент серијских мотора.

Мотор и круг за контролу брзине уграђен у мини бушилицу.Слика је коришћена љубазношћуДилсхан Р. Јаиакоди

ДЦ контрола брзине мотора

Постоје три главна начина да се постигне регулација брзине у серијским ДЦ моторима – контрола флукса, контрола напона и контрола отпора арматуре.

1. Метода контроле флукса

У методи контроле флукса, реостат (врста променљивог отпорника) је повезан серијски са намотајима поља.Сврха ове компоненте је да повећа серијски отпор у намотајима што ће смањити флукс, а самим тим и брзину мотора.

2. Метода регулације напона

Метода варијабилне регулације се обично користи у шантним ДЦ моторима.Постоје, опет, два начина да се постигне контрола регулације напона:

• Повезивање шанта на фиксни узбудљив напон док напаја арматуру различитим напонима (тзв. вишеструка контрола напона)
• Промена напона који се доводи до арматуре (познат и као метода Вард Леонард)

3. Метода контроле отпора арматуре

Контрола отпора арматуре заснива се на принципу да је брзина мотора директно пропорционална задњем ЕМФ-у.Дакле, ако се напон напајања и отпор арматуре одржавају на константној вредности, брзина мотора ће бити директно пропорционална струји арматуре.

Уредила Лиса