Як працює двигун постійного струму
Якір є соленоїдом, на якому реверсується живлення його обмотки за допомогою комутатора або керуючої електронної схеми. Якір може бути на статорі або на роторі (залежно від конструкції двигуна). Основний принцип роботи двигуна постійного струму можна позначити так: щоразу, коли провідник зі струмом поміщається в магнітне поле, він зазнає впливу механічної сили, напрям і величина якої визначається як F = BIL, де:
- B = густина магнітного потоку;
- I = безпосередньо сам струм;
- L = Довжина провідника в магнітному полі.
Магнітні потоки обмотки збудження та якоря діють один на одного. Одні й самі полюси відштовхуються, а протилежні – притягуються. Це створює поворотний момент.
Якщо обмотку якір не переключити під час обертання (комутації), вона зупиниться. Пов'язані вектори магнітного потоку не будуть взаємних силових ефектів, магнітні поля будуть орієнтовані один проти одного. Це використовується в електромагнітних вимірювальних пристроях. Щоб зберегти поточний напрямок обертання, якір змінює полярність, так що ротор обертається у бік наступного нейтрального положення, але тим часом знову відбувається подальша комутація частини обмотки якоря.
Стрілка має три або більше обмоток більш плавного руху. Зміна напрямку обертання двигуна або полярності вихідної напруги може бути виконана реверсуванням.
Варіанти двигунів постійного струму
Розглянь два базові варіанти:
- Щітковий двигун;
- Безщітковий двигун.
Щітковий двигун постійного струму має на валу ротор - якір, в пази якого вставлена обмотка ротора, з'єднана з комутатором. У свою чергу комутатор є набір електрично розділених струмопровідних металевих пластин, встановлених на валу ротора.
Комутатор має щітки, які використовуються для подачі електричного струму на ротор. Він забезпечує комутацію обмотки – перемикання частин обмотки ротора. Під час роботи щітки зношуються за рахунок тертя про планку та іскріння при перемиканні живлення окремих частин обмотки. Комутатор – це частина щіткового двигуна, що потребує регулярного обслуговування.
Напруга та струм, що протікають через роторну обмотку, завжди чергуються. Статор щіткового двигуна містить ланцюг збудження, який утворений постійними магнітами або котушками обмотки. Вектор магнітного потоку збудження повертається на 90 градусів щодо вектора магнітного потоку якоря. Обидва потоки пов'язані у загальному ланцюзі. Це створює силу між магнітними потоками котушок і момент, що крутить.
Вуглеці розташовані на осі магнітної нейтралі, коли в обмотці не створюється кінетична напруга. У цьому випадку перемикається лише робочий струм. Комутація повторюється, тому вектор якоря зберігає постійне положення. Зміна швидкості і моменту, що крутить, здійснюється шляхом зміни величини прикладеного до якоря електричної напруги і шляхом зміни струму збудження.
Увага! Якщо вам потрібна докладніша інформація щодо продукції – звертайтесь до наших менеджерів за консультацією. Якщо ж ви одразу бажаєте оформити замовлення – переходьте на сторінку з реквізитами та зв'язуйтесь з відділом продажів за вказаним номером телефону.
Безщітковий двигун постійного струму має ротор із постійних магнітів, тому йому не потрібно подавати електричний струм на ротор. Обмотка котушок статора включається керуючою електронікою, так що момент, що крутить, на роторі постійно створюється, що означає, що подача постійного струму перетворюється в змінний струм електронним блоком управління.
Блок управління повинен контролювати положення ротора, щоб правильно перемикати статора обмотки. Швидкість змінюється за рахунок зміни частоти перемикання котушок у статорі. Блок управління може регулювати напругу та струм котушок статора, що може впливати на швидкість обертання, крутний момент. Безщітковий двигун простий в обслуговуванні, оскільки не використовується комутатор. На відміну від звичайних синхронних електродвигунів, де комутація здійснюється від зовнішньої мережі змінного струму, переключається обмотка електронним способом.