Alalisvoolumootorid on üldlevinud masinad, mida leidub mitmesugustes erinevates rakendustes kasutatavates elektroonikaseadmetes.

Tavaliselt kasutatakse neid mootoreid seadmetes, mis nõuavad mingit pöörlevat või liikumist tekitavat juhtimist.Alalisvoolumootorid on paljude elektrotehnikaprojektide olulised komponendid.Alalisvoolumootori töö ja mootori kiiruse reguleerimise hea tundmine võimaldab inseneridel kavandada rakendusi, mis saavutavad tõhusama liikumisjuhtimise.

Selles artiklis vaadeldakse üksikasjalikult saadaolevate alalisvoolumootorite tüüpe, nende töörežiimi ja kiiruse reguleerimist.

Mis on alalisvoolumootorid?

meeldibVahelduvvoolu mootorid, alalisvoolumootorid muudavad elektrienergia ka mehaaniliseks energiaks.Nende töö on vastupidine alalisvoolu generaatorile, mis toodab elektrivoolu.Erinevalt vahelduvvoolumootoritest töötavad alalisvoolumootorid alalisvoolul – mittesinusoidse ühesuunalise toitega.

Põhiehitus

Kuigi alalisvoolumootorid on konstrueeritud mitmel viisil, sisaldavad need kõik järgmisi põhiosi:

• Rootor (masina pöörlev osa; tuntud ka kui "armatuur")
• Staator (väljamähised või mootori "paigalseisev" osa)
• Kommutaator (olenevalt mootori tüübist võib olla harjatud või harjadeta)
• Välimagnetid (pakkuvad magnetvälja, mis pöörab rootoriga ühendatud telge)

Praktikas töötavad alalisvoolumootorid pöörleva armatuuri ja staatori või fikseeritud komponendi magnetväljade vastasmõjul.

Anduriteta harjadeta alalisvoolu mootori kontroller.Pilti kasutatud loalKenzi Mudge.

Tööpõhimõte

Alalisvoolumootorid töötavad Faraday elektromagnetismi põhimõttel, mis ütleb, et voolu juhtiv juht kogeb magnetvälja asetamisel jõudu.Vastavalt Flemingi "Elektrimootorite vasaku käe reeglile" on selle juhi liikumine alati voolu ja magnetväljaga risti.

Matemaatiliselt saame seda jõudu väljendada kujul F = BIL (kus F on jõud, B on magnetväli, ma tähistan voolu ja L on juhi pikkus).

Alalisvoolumootorite tüübid

Alalisvoolumootorid jagunevad sõltuvalt nende konstruktsioonist erinevatesse kategooriatesse.Kõige levinumad tüübid on harjatud või harjadeta, püsimagnet, seeria ja paralleel.

Harjatud ja harjadeta mootorid

Harjatud alalisvoolumootorkasutab paari grafiit- või süsinikharju, mis on ette nähtud armatuurist voolu juhtimiseks või väljastamiseks.Neid harju hoitakse tavaliselt kommutaatori vahetus läheduses.Alalisvoolumootorite harjade muud kasulikud funktsioonid hõlmavad sädemeteta töö tagamist, voolu suuna reguleerimist pöörlemise ajal ja kommutaatori puhtana hoidmist.

Harjadeta alalisvoolumootoridei sisalda süsinik- ega grafiitharju.Tavaliselt sisaldavad need ühte või mitut püsimagnetit, mis pöörlevad ümber fikseeritud armatuuri.Harjade asemel kasutavad harjadeta alalisvoolumootorid pöörlemissuuna ja kiiruse reguleerimiseks elektroonilisi ahelaid.

Püsimagnetmootorid

Püsimagnetmootorid koosnevad rootorist, mis on ümbritsetud kahe vastandliku püsimagnetiga.Magnetid annavad alalisvoolu läbimisel magnetvälja voogu, mis põhjustab rootori pöörlemise päripäeva või vastupäeva, olenevalt polaarsusest.Seda tüüpi mootorite peamine eelis on see, et see võib töötada sünkroonsel kiirusel konstantse sagedusega, võimaldades optimaalset kiiruse reguleerimist.

Seeriamähisega alalisvoolumootorid

Seeriamootoritel on staatori (tavaliselt valmistatud vaskvarrastest) mähised ja väljamähised (vaskmähised) ühendatud järjestikku.Järelikult on armatuuri vool ja väljavoolud võrdsed.Suur vool voolab otse toiteallikast väljamähistesse, mis on paksemad ja väiksemad kui šuntmootorite puhul.Väljamähiste paksus suurendab mootori kandevõimet ja tekitab ka võimsaid magnetvälju, mis annavad seeria alalisvoolumootoritele väga suure pöördemomendi.

Shunt DC mootorid

Šundi alalisvoolumootoril on armatuur ja väljamähised ühendatud paralleelselt.Rööpühenduse tõttu saavad mõlemad mähised sama toitepinge, kuigi neid ergastatakse eraldi.Shuntmootorite mähised on tavaliselt rohkem pöördeid kui seeriamootoritel, mis loovad töö ajal võimsad magnetväljad.Shuntmootoritel võib olla suurepärane kiiruse reguleerimine isegi muutuva koormuse korral.Tavaliselt puudub neil aga seeriamootorite suur käivitusmoment.

Mootori ja kiiruse reguleerimise ahel, mis on paigaldatud minitrelli.Pilti kasutatud loalDilshan R. Jayakody

Alalisvoolumootori kiiruse reguleerimine

Seeria alalisvoolumootorite kiiruse reguleerimiseks on kolm peamist viisi – voolu juhtimine, pinge juhtimine ja armatuuri takistuse juhtimine.

1. Voolu reguleerimise meetod

Voolu reguleerimise meetodis on reostaat (teatud tüüpi muutuv takisti) ühendatud välja mähistega järjestikku.Selle komponendi eesmärk on suurendada mähiste jadatakistust, mis vähendab voogu, suurendades järelikult mootori kiirust.

2. Pinge reguleerimise meetod

Muutuva reguleerimise meetodit kasutatakse tavaliselt šundi alalisvoolumootorites.Pinge reguleerimise kontrolli saavutamiseks on taas kaks võimalust:

• Šundivälja ühendamine fikseeritud põneva pingega, varustades armatuuri erinevate pingetega (teise nimega mitme pinge juhtimine)
• Armatuurile antava pinge muutmine (teise nimega Ward Leonardi meetod)

3. Armatuuri takistuse kontrolli meetod

Armatuuri takistuse juhtimine põhineb põhimõttel, et mootori kiirus on otseselt võrdeline tagumise EMF-iga.Seega, kui toitepinget ja armatuuri takistust hoitakse konstantsel väärtusel, on mootori kiirus otseselt võrdeline armatuuri vooluga.