Izpratne par līdzstrāvas motora darbības režīmiem un

Ātruma regulēšanas metodes

)

Līdzstrāvas motori ir visuresošas mašīnas, kas atrodamas dažādās elektroniskās iekārtās, ko izmanto dažādos lietojumos.

Parasti šie motori tiek izvietoti iekārtās, kurām nepieciešama kāda veida rotējoša vai kustību izraisoša vadība.Līdzstrāvas motori ir būtiskas sastāvdaļas daudzos elektrotehnikas projektos.Laba izpratne par līdzstrāvas motora darbību un motora ātruma regulēšanu ļauj inženieriem izstrādāt lietojumprogrammas, kas nodrošina efektīvāku kustības kontroli.

Šajā rakstā tiks rūpīgi aplūkoti pieejamie līdzstrāvas motoru veidi, to darbības režīms un ātruma kontroles sasniegšana.

Kas ir līdzstrāvas motori?

PatīkMaiņstrāvas motori, līdzstrāvas motori arī pārvērš elektrisko enerģiju mehāniskajā enerģijā.To darbība ir pretēja līdzstrāvas ģeneratoram, kas ražo elektrisko strāvu.Atšķirībā no maiņstrāvas motoriem, līdzstrāvas motori darbojas ar līdzstrāvu — nesinusoidālu, vienvirziena jaudu.

Pamata konstrukcija

Lai gan līdzstrāvas motori ir izstrādāti dažādos veidos, tie visi satur šādas pamata daļas:

• Rotors (mašīnas daļa, kas griežas; pazīstama arī kā "armatūra")
• Stators (lauka tinumi vai motora "stacionārā" daļa)
• Komutators (var būt ar suku vai bez suku, atkarībā no motora veida)
• Lauka magnēti (nodrošina magnētisko lauku, kas griež ar rotoru savienotu asi)

Praksē līdzstrāvas motori darbojas, pamatojoties uz mijiedarbību starp magnētiskajiem laukiem, ko rada rotējoša armatūra, un statora vai fiksētās sastāvdaļas magnētisko lauku.

Bezsensoru DC bezsuku motora kontrolieris.Attēls izmantots, pateicotiesKenzi Mudge.

Darbības princips

Līdzstrāvas motori darbojas pēc Faradeja elektromagnētisma principa, kas nosaka, ka strāvu nesošais vadītājs piedzīvo spēku, kad tas atrodas magnētiskajā laukā.Saskaņā ar Fleminga “Kreisās rokas likumu elektromotoriem” šī vadītāja kustība vienmēr ir perpendikulāra strāvai un magnētiskajam laukam.

Matemātiski mēs varam izteikt šo spēku kā F = BIL (kur F ir spēks, B ir magnētiskais lauks, es apzīmē strāvu un L ir vadītāja garums).

Līdzstrāvas motoru veidi

Līdzstrāvas motori iedalās dažādās kategorijās atkarībā no to konstrukcijas.Visizplatītākie veidi ir matēti vai bez suku, pastāvīgais magnēts, sērijveida un paralēlais.

Matu un bezsuku motori

Matēts līdzstrāvas motorsizmanto pāris grafīta vai oglekļa suku, kas ir paredzētas strāvas vadīšanai vai piegādei no armatūras.Šīs sukas parasti tiek turētas tiešā komutatora tuvumā.Citas noderīgas suku funkcijas līdzstrāvas motoros ietver nedzirkstošu darbību, strāvas virziena kontroli griešanās laikā un komutatora tīrību.

Bezsuku līdzstrāvas motorinesatur oglekļa vai grafīta otas.Tie parasti satur vienu vai vairākus pastāvīgos magnētus, kas griežas ap fiksētu armatūru.Birstu vietā bezsuku līdzstrāvas motori izmanto elektroniskās shēmas, lai kontrolētu griešanās virzienu un ātrumu.

Pastāvīgo magnētu motori

Pastāvīgo magnētu motori sastāv no rotora, ko ieskauj divi pretēji esošie pastāvīgie magnēti.Magnēti nodrošina magnētiskā lauka plūsmu, kad tiek nodota līdzstrāva, kas izraisa rotora griešanos pulksteņrādītāja virzienā vai pretēji pulksteņrādītāja virzienam atkarībā no polaritātes.Galvenā šāda veida motora priekšrocība ir tā, ka tas var darboties sinhronā ātrumā ar nemainīgu frekvenci, ļaujot optimāli regulēt ātrumu.

Sērijveida līdzstrāvas motori

Sērijas motoriem ir virknē savienoti statora (parasti izgatavoti no vara stieņiem) tinumiem un lauka tinumiem (vara spoles).Līdz ar to armatūras strāva un lauka strāvas ir vienādas.Liela strāva plūst tieši no padeves lauka tinumos, kas ir biezāki un mazāki nekā šunta motoros.Lauka tinumu biezums palielina motora nestspēju un rada arī spēcīgus magnētiskos laukus, kas sērijas līdzstrāvas motoriem nodrošina ļoti augstu griezes momentu.

Šunta līdzstrāvas motori

Šunta līdzstrāvas motoram armatūra un lauka tinumi ir savienoti paralēli.Pateicoties paralēlajam savienojumam, abi tinumi saņem vienādu barošanas spriegumu, lai gan tie tiek ierosināti atsevišķi.Šunta motoriem parasti ir vairāk apgriezienu tinumos nekā sērijveida motoriem, kas darbības laikā rada spēcīgus magnētiskos laukus.Šunta motoriem var būt lieliska ātruma regulēšana pat ar mainīgām slodzēm.Tomēr tiem parasti trūkst sērijveida motoru lielā palaišanas griezes momenta.

Motora un ātruma kontroles ķēde, kas uzstādīta mini urbjmašīnā.Attēls izmantots, pateicotiesDilšāns R. Džejakodijs

Līdzstrāvas motora ātruma kontrole

Ir trīs galvenie veidi, kā panākt ātruma regulēšanu sērijveida līdzstrāvas motoros – plūsmas vadība, sprieguma kontrole un armatūras pretestības kontrole.

1. Plūsmas kontroles metode

Plūsmas kontroles metodē reostats (mainīgā rezistora veids) ir savienots virknē ar lauka tinumiem.Šīs sastāvdaļas mērķis ir palielināt virknes pretestību tinumos, kas samazinās plūsmu, tādējādi palielinot motora ātrumu.

2. Sprieguma regulēšanas metode

Mainīgās regulēšanas metodi parasti izmanto šunta līdzstrāvas motoros.Atkal ir divi veidi, kā panākt sprieguma regulēšanas kontroli:

• Šunta lauka pievienošana fiksētam aizraujošam spriegumam, vienlaikus apgādājot armatūru ar dažādiem spriegumiem (aka vairāku sprieguma vadība)
• Armatūrai piegādātā sprieguma maiņa (pazīstama arī kā Ward Leonard metode)

3. Armatūras pretestības kontroles metode

Armatūras pretestības kontrole balstās uz principu, ka motora ātrums ir tieši proporcionāls aizmugures EMF.Tātad, ja barošanas spriegums un armatūras pretestība tiek uzturēti nemainīgā vērtībā, motora ātrums būs tieši proporcionāls armatūras strāvai.

Rediģēja Lisa