DC motor (Jednosmerný motor)
Jednosmerný motor
je v elektrotechnike točivý elektrický stroj na jednosmerný prúd, s vnútornou komutáciou cievok v rotore. Môže pracovať v režime elektromotor alebo generátor (dynamo). Jednosmerný motor má štyri hlavné diely, spoločný magnetický obvod statora a rotora, budenie magnetického toku statora, komutátor s kefami a rotor – kotvu s vinutím rotora.
Napájanie rotora je realizované cez zberacie kefy na komutátore, ktorý prepína vinutie rotora. Na statore je budiace vinutie, ktoré vytvára magnetický tok. Budiace vinutie je nahradzované u nových konštrukcií permanentným magnetom.
Zmenou veľkosti budiaceho prúdu alebo napájacieho napätia kotvy je možné riadiť rýchlosti otáčania (otáčky za minútu). Zmenou smeru len budiaceho prúdu alebo len napätím kotvy docielime zmenu smeru otáčania kotvy. Jednosmerné motory bývajú nahradzované striedavými motormi, tj motormi s vonkajšou komutáciou, kde je mechanický komutátor nahradený elektronickým obvodom, ktorý umožňuje vytvoriť požadovanú momentovú charakteristiku (v tomto prípade už nemôžeme hovoriť o komutátorovom motore.
Jednosmerný motor sa skladá z rotora (upevnený na hriadeli) a statora (pevná časť elektromotora). Rotor je vždy elektromagnet, stator môže byť buď elektromagnet alebo permanentný magnet. Kotvou je označovaný elektromagnet, na ktorom dochádza k prepólovaniu napájania jeho vinutia (buď pomocou komutátora alebo riadiacim elektronickým obvodom). Kotva môže byť na statore aj na rotore (podľa konštrukcie motora).
Spriahnutý magnetický tok budiaceho vinutia a kotvy na seba silovo pôsobí. Rovnaké póly sa odpudzujú a opačné priťahujú. Tým vzniká krútiaci moment.
Pokiaľ by pri pootočení nedošlo k prepnutiu vinutia kotvy (komutácii), došlo by k zastaveniu. Vektory spriahnutého magnetického toku by nevyvodzovali vzájomné silové účinky (magnetické polia by boli orientované v rovnakom smere). Tento jav je využívaný u elektromagnetického meracieho ústrojenstva. Pre zachovanie doterajšieho smeru otáčania je kotva prepólovaná tak, aby sa rotor snažil pootočiť smerom do ďalšej neutrálnej polohy, ale medzi tým dôjde opäť k ďalšej komutácii časti vinutia kotvy. Pre plynulejší pohyb má kotva tri a viac vinutí.
Typy jednosmerných motorov
Kartáčový motor :
má na hriadeli rotor – kotvu, v ktorých drážkach je vložené vinutie rotora pripojené na komutátor. Komutátor je sústava vzájomne elektricky oddelených vodivých kovových lamiel upevnených na hriadeli rotora. Na komutátor priliehajú uhlíky (kefy), ktorými je privedený do rotora elektrický prúd. Komutátor s uhlíkmi zaisťujú komutáciu vinutia – prepínanie častí vinutia rotora. Počas prevádzky dochádza k opotrebovaniu uhlíkov oterom o lamely a iskrením pri prepínaní napájania pre jednotlivé časti vinutia. Komutátor je najporuchovejšou súčasťou jednosmerného kefového motora a vyžaduje pravidelnú údržbu. Napätie a prúd prechádzajúci vinutím rotora je vždy jednosmerný, pokiaľ je striedavý jedná sa o univerzálny motor.
Bezkartáčový motor :
Bezkefový jednosmerný motor má rotor tvorený permanentnými magnetmi, a preto nepotrebuje na rotor privádzať elektrický prúd. Vinutie cievok statora je zapínané riadiacou elektronikou tak, aby bol neustále vyvolávaný krútiaci moment na rotore, čo znamená, že jednosmerné napájanie je elektronickou riadiacou jednotkou menené na striedavý prúd. Riadiaca jednotka musí sledovať pozíciu rotora, napríklad pomocou Hallovej sondy, aby správne prepájala vinutie statora. Zmena otáčok je vykonávaná zmenou frekvencie prepínania cievok v statore. Riadiaca jednotka môže regulovať napätie a prúd do cievok statora, čím môže ovplyvňovať ako otáčky, tak aj krútiaci moment. Tým, že nie je použitý komutátor a motor teda nemá ani kefy, je bezkefový motor nenáročný na údržbu.
Pridaj komentár