DC mótorar eru alls staðar nálægar vélar sem finnast í ýmsum rafeindabúnaði sem notaður er í ýmsum forritum.

Venjulega eru þessir mótorar notaðir í búnaði sem krefst einhvers konar snúnings- eða hreyfingarstýringar.Jafnstraumsmótorar eru nauðsynlegir hlutir í mörgum rafverkfræðiverkefnum.Að hafa góðan skilning á rekstri DC mótor og hreyfihraðastjórnun gerir verkfræðingum kleift að hanna forrit sem ná fram skilvirkari hreyfistýringu.

Í þessari grein verður farið ítarlega yfir þær tegundir af DC mótorum sem til eru, notkunarmáti þeirra og hvernig á að ná hraðastýringu.

Hvað eru DC mótorar?

Eins ogAC mótorar, DC mótorar breyta einnig raforku í vélræna orku.Rekstur þeirra er öfugur á DC rafal sem framleiðir rafstraum.Ólíkt riðstraumsmótorum starfa jafnstraumsmótorar á jafnstraumsafli – ekki skútulaga, einstefnuafli.

Grunnbygging

Þrátt fyrir að DC mótorar séu hannaðir á ýmsan hátt innihalda þeir allir eftirfarandi grunnhluta:

• Rotor (hluti vélarinnar sem snýst; einnig þekktur sem „armature“)
• Stator (sviðsvindurnar, eða „kyrrstæður“ hluti mótorsins)
• Commutator (hægt að bursta eða burstalausan, fer eftir gerð mótorsins)
• Sviðsseglar (veita segulsviðið sem snýr ás sem er tengdur við snúninginn)

Í reynd vinna DC mótorar á grundvelli víxlverkunar milli segulsviða sem myndast af snúnings armature og statorsins eða fasta íhlutsins.

Nemalaus DC burstalaus mótorstýring.Mynd notuð með leyfiKenzi Mudge.

Starfsregla

Jafnstraumsmótorar starfa eftir rafsegulreglu Faraday sem segir að straumleiðari upplifi kraft þegar hann er settur í segulsvið.Samkvæmt Flemings „Vinstrihandarreglu fyrir rafmótora“ er hreyfing þessa leiðara alltaf í stefnu sem er hornrétt á strauminn og segulsviðið.

Stærðfræðilega getum við tjáð þennan kraft sem F = BIL (þar sem F er kraftur, B er segulsviðið, ég stendur fyrir straum og L er lengd leiðarans).

Tegundir DC mótora

DC mótorar falla í mismunandi flokka, allt eftir smíði þeirra.Algengustu tegundirnar eru bursti eða burstalaus, varanlegur segull, röð og samhliða.

Burstaðir og burstalausir mótorar

Burstaður DC mótornotar par af grafít- eða kolefnisbursta sem eru til að leiða eða gefa straum frá armaturenu.Þessir burstar eru venjulega geymdir í nálægð við commutator.Aðrar gagnlegar aðgerðir bursta í jafnstraumsmótorum eru meðal annars að tryggja neistalausa notkun, stjórna stefnu straumsins við snúning og halda commutatornum hreinum.

Burstalausir DC mótorarinnihalda ekki kolefnis- eða grafítbursta.Þeir innihalda venjulega einn eða fleiri varanlega segla sem snúast um fastan armature.Í stað bursta nota burstalausir DC mótorar rafrásir til að stjórna snúningsstefnu og hraða.

Permanent Magnet Motors

Varanlegir segulmótorar samanstanda af snúningi sem er umkringdur tveimur andstæðum varanlegum seglum.Seglarnir veita segulsviðsflæði þegar dc fer framhjá, sem veldur því að snúningurinn snýst réttsælis eða rangsælis, allt eftir pólun.Helsti ávinningur þessarar tegundar mótora er að hann getur starfað á samstilltum hraða með stöðugri tíðni, sem gerir ráð fyrir bestu hraðastjórnun.

Röðvundnir DC mótorar

Röð mótorar eru með stator (venjulega úr koparstöngum), vafningum og sviði vafningum (koparspólum) tengdir í röð.Þar af leiðandi eru armature straumur og sviðsstraumar jafnir.Mikill straumur streymir beint frá framboðinu inn í sviðsvindurnar sem eru þykkari og færri en í shuntmótorum.Þykkt sviðsvafninganna eykur burðargetu mótorsins og framleiðir einnig öflugt segulsvið sem gefa röð DC mótora mjög hátt tog.

Shunt DC mótorar

Jafnstraumsmótor með shunt er með armature og sviðsvinda tengda samhliða.Vegna samhliða tengingarinnar fá báðar vafningarnar sömu spennu, þó þær séu spenntar í sitt hvoru lagi.Shuntmótorar hafa venjulega fleiri snúning á vafningunum en raðmótorar sem búa til öflug segulsvið meðan á notkun stendur.Shunt mótorar geta haft framúrskarandi hraðastjórnun, jafnvel með mismunandi álagi.Hins vegar skortir þá venjulega hátt byrjunartog raðmótora.

Mótor og hraðastýringarrás sett upp í smáborvél.Mynd notuð með leyfiDilshan R. Jayakody

DC mótor hraðastýring

Það eru þrjár meginleiðir til að ná hraðastjórnun í röð DC mótora – flæðistýringu, spennustýringu og armaturviðnámsstýringu.

1. Flux Control Method

Í flæðistýringaraðferðinni er rheostat (tegund breytilegra viðnáms) tengdur í röð við sviðsvindurnar.Tilgangur þessa íhluta er að auka raðviðnám í vafningum sem mun draga úr flæðinu og þar af leiðandi auka hraða mótorsins.

2. Spennustjórnunaraðferð

Breytileg stjórnunaraðferðin er venjulega notuð í shunt DC mótora.Það eru aftur tvær leiðir til að ná stjórn á spennustjórnun:

• Að tengja shunt reitinn við fasta spennandi spennu á meðan armatureð er fyrir mismunandi spennu (aka margfalda spennustýringu)
• Breyting á spennunni sem fylgir armaturen (aka Ward Leonard aðferðin)

3. Armature Resistance Control Method

Armature viðnámsstýringin byggir á þeirri meginreglu að hraði mótorsins sé í réttu hlutfalli við EMF aftan.Þannig að ef framboðsspennan og armaturviðnámið er haldið á föstu gildi, mun hraði mótorsins vera í réttu hlutfalli við armature strauminn.