اتوماسیون صنعتی » موتور و درایو » موتوهای جریان مستقیم
موتورهای جریان مستقیم
DC Electrical Motor

موتورهای الکتریکی DC با استفاده از مفاهیم پایه الکترومغناطیس کار میکند به صورتی که T یک موتور کلاسیک DC از یک سیم پیج در روتور و ‌ آهنربای الکتریکی دائمی در استاتور تشکیل شده است و با یک سوییچ گردشی به نام کموتاتور جهت جریان الکتریکی را در هر دو بار برعکس می‌کند تا در آرمیچر جریان یابد و آهنربای دائمی را در بیرون موتور جذب و دفع کنند. سرعت موتور DC به مجموعه‌ای از ولتاژ و جریان عبوری از سیم پیچ‌های موتور و بار موتور یا گشتاور ترمزی، بستگی دارد به صورتی که سرعت موتور جریان مستقیم وابسته به ولتاژ و گشتاور آن وابسته به جریان است. معمولاً سرعت توسط ولتاژ متغیر یا عبور جریان در سیم‌پیچی موتور یا با داشتن یک منبع ولتاژ متغیر، کنترل می‌شود. بدلیل اینکه این نوع از موتور می‌تواند در سرعت‌های پایین گشتاوری زیاد ایجاد کند، معمولاً از آن در کاربردهای کششی نظیر لوکوموتیوها استفاده می‌کنند.

در مدلهای دیگر موتورهای DC که به موتورهاي ميدان سيم پيچي شده معروف هستند آهنرباهاي دائم در (استاتور) بيروني يک موتور DC با آهنرباهاي الکتريکي تعويض شده اند . با تغيير جريان ميدان (سيم پيچي روي آهنرباي الکتريکي) مي توانيم نسبت سرعت/گشتاور موتور را تغيير دهيم. اگر سيم پيچي ميدان به صورت سري با سيم پيچي آرميچر قرار داده شود، يک موتور گشتاور بالاي کم سرعت و اگر به صورت موازي قرار داده شود، يک موتور سرعت بالا با گشتاور کم خواهيم داشت. مي توانيم براي بدست آوردن حتي سرعت بيشتر اما با گشتاور به همان ميزان کمتر، جريان ميدان را کمتر هم کنيم. اين تکنيک براي ترکشن الکتريکي و بسياري از کاربردهاي مشابه آن ايده آل است و کاربرد اين تکنيک مي تواند منجر به حذف تجهيزات يک جعبه دنده متغير مکانيکي شود.

موتورهای جریان مستقیم یونیورسال که در دستگاه هايي نظير مخلوط کن و ابزارهاي برقي اي استفاده مي شوند ، توانائی کار با جریان مستقیم و یا متناوب را دارند ، اصول کار موتورهای یونیرسال به این صورت است که وقتي يک موتور DC ميدان سيم پيچي شده به جريان متناوب وصل مي شود، جريان هم در سيم پيچي ميدان ، و هم در سيم پيچي آرميچر (و در ميدانهاي مغناطيسي منتجه) همزمان تغيير مي کند و بنابراين نيروي مکانيکي ايجاد شده همواره بدون تغيير خواهد بود. در نتیجه موتور بايستي به صورت خاصي طراحي شود تا با جريان AC سازگاري داشته باشد (امپدانس/رلوکتانس بايستي مدنظر قرار گيرند)، و موتور نهايي عموماً داراي کارايي کمتري نسبت به يک موتور معادل DC خالص خواهد بود. مزيت موتورهای یونیورسال اين است که ميتوان تغذيه ي AC را روي موتورهايي که داراي مشخصه هاي نوعي موتورهاي DC هستند بکار برد، خصوصاً اينکه اين موتورها داراي گشتاور راه اندازي بسيار بالا و طراحي بسيار جمع و جور در سرعتهاي بالا هستند. جنبه منفي اين موتورها تعمير و نگهداري و مشکل قابليت اطمينان آنهاست که به علت وجود کموتاتور ايجاد مي شود و در نتيجه اين موتورها به ندرت در صنايع مشاهده مي شوند

اما به هرحال در طراحي کلاسيک محدوديتهاي متعددي وجود دارد که بسياري از اين محدوديت ها ناشي از نياز به جاروبک هايي براي اتصال به کموتاتور است. سايش جاروبک ها و کموتاتور، ايجاد اصطکاک مي کند و هرچه که سرعت موتور بالاتر باشد، جاروبک ها مي بايست محکم تر فشار داده شوند تا اتصال خوبي را برقرار کنند. نه تنها اين اصطکاک منجر به سر و صداي موتور مي شود بلکه اين امر يک محدوديت بالاتري را روي سرعت ايجاد مي کند و به اين معني است که جاروبک ها نهايتاً از بين رفته نياز به تعويض پيدا مي کنند. اتصال ناقص الکتريکي نيز توليد نويز الکتريکي در مدار متصل مي کند. اين مشکلات با جابجا کردن درون موتور با بيرون آن از بين مي روند، با قرار دادن آهنرباهاي دائم در داخل و سيم پيچ ها در بيرون به يک طراحي بدون جاروبک مي رسيم.

مزایای موتور DC :

موتورهای DC دارای برخی مزایا نسبت به موتورهای AC میباشند :

طراحی ساده و قابل فهم

امکان کنترل سرعت به سادگی و با تغییر ولتاژ

امکان کنترل گشتاور به سادگی با تغییر جریان

ارزان و ساده بودن درایو ( یک برد الکترونیکی قدرت SCR , PWM )

و همچنین برخی

معایب :

هزینه بالای تولید و نگهداری

قابلیت اطمینان کم در سرعتهای پائین

بزرگ بودن ابعاد در قدرت های بالا