Co to jest silnik prądu stałego: podstawy, typy i działanie

Prawie każdy rozwój mechaniczny, który widzimy wokół nas, jest realizowany przez silnik elektryczny. Maszyny elektryczne to metoda przetwarzania energii. Silniki pobierają energię elektryczną i wytwarzają energię mechaniczną. Silniki elektryczne są wykorzystywane do zasilania setek urządzeń, których używamy na co dzień. Silniki elektryczne są ogólnie podzielone na dwie różne kategorie: silnik na prąd stały (DC) i silnik na prąd przemienny (AC). W tym artykule omówimy silnik prądu stałego i jego działanie. A także jak działają motoreduktory prądu stałego.

Co to jest silnik prądu stałego?

DO Silnik prądu stałego to silnik elektryczny który działa na mocy prądu stałego. W silniku elektrycznym działanie zależy od prostego elektromagnetyzmu. Przewodnik przewodzący prąd generuje pole magnetyczne, które następnie umieszcza się w zewnętrznym polu magnetycznym, napotyka siłę proporcjonalną do prądu w przewodniku i do siły zewnętrznego pola magnetycznego. Jest to urządzenie, które przekształca energię elektryczną w energię mechaniczną. Polega ona na tym, że na przewodnik przewodzący prąd umieszczony w polu magnetycznym działa siła, która powoduje jego obrót względem pierwotnego położenia. Praktyczny silnik prądu stałego składa się z uzwojeń polowych zapewniających strumień magnetyczny i twornika, który działa jako przewodnik.

Bezszczotkowy silnik prądu stałego

Wejście bezszczotkowy silnik prądu stałego jest prądem / napięciem, a jego wyjściem jest moment obrotowy. Zrozumienie działania silnika prądu stałego jest bardzo proste na podstawie podstawowego schematu pokazanego poniżej. Silnik prądu stałego składa się zasadniczo z dwóch głównych części. Część wirująca nazywana jest wirnikiem, a część stacjonarna nazywana jest również stojanem. Wirnik obraca się względem stojana.

Wirnik składa się z uzwojeń, które są elektrycznie połączone z komutatorem. Geometria szczotek, styków komutatora i uzwojeń wirnika jest taka, że ​​po przyłożeniu mocy polaryzacje uzwojenia zasilanego i magnesów stojana są niewspółosiowe, a wirnik będzie się obracał, aż zostanie prawie prawie wyprostowany za pomocą magnesów pola stojana.

Gdy wirnik osiąga wyrównanie, szczotki przesuwają się do następnych styków komutatora i zasilają następne uzwojenie. Obrót powoduje odwrócenie kierunku prądu płynącego przez uzwojenie wirnika, powodując zmianę pola magnetycznego wirnika, powodując jego dalsze obracanie.

Budowa silnika prądu stałego

Konstrukcję silnika prądu stałego pokazano poniżej. Bardzo ważne jest, aby poznać jego projekt, zanim dowiesz się, że działa. Podstawowe części tego silnika obejmują twornik i stojan.

SILNIK DC

Cewka twornika jest częścią obrotową, podczas gdy część nieruchomą jest stojanem. W tym przypadku cewka twornika jest podłączona do źródła zasilania prądem stałym, które obejmuje szczotki oraz komutatory. Główną funkcją komutatora jest zamiana prądu przemiennego na prąd stały, który jest indukowany w tworniku. Przepływ prądu może być dostarczany za pomocą szczotki z części obrotowej silnika w kierunku nieaktywnego obciążenia zewnętrznego. Umiejscowienie twornika może być wykonane pomiędzy dwoma biegunami elektromagnesu lub na stałe.

Części silnika prądu stałego

W silnikach prądu stałego dostępne są różne popularne konstrukcje silników, takie jak bezszczotkowy magnes trwały, szeregowy, z uzwojeniem złożonym, bocznikowy, bocznik stabilizowany inaczej. Ogólnie rzecz biorąc, części silnika prądu stałego są takie same w tych popularnych konstrukcjach, ale cała operacja jest taka sama. Główne części silnika prądu stałego to:

Stator

Część stacjonarna, taka jak stojan, jest jedną z części w częściach silnika prądu stałego, która zawiera uzwojenia pola. Główną funkcją tego jest zaopatrzenie.

Wirnik

Wirnik jest dynamiczną częścią silnika używaną do generowania mechanicznych obrotów jednostki.

Pędzle

Szczotki wykorzystujące komutator działają głównie jako mostek do mocowania stacjonarnego obwodu elektrycznego w kierunku wirnika.

Komutator

Jest to rozcięty pierścień z miedzianymi segmentami. Jest to również jedna z najważniejszych części silnika prądu stałego.

Uzwojenia pola

Te uzwojenia są wykonane z cewek polowych, które są znane jako druty miedziane. Te uzwojenia wokół w przybliżeniu szczelin przenoszonych przez buty na biegunach.

Uzwojenia twornika

Budowa tych uzwojeń w silniku prądu stałego jest dwojakiego rodzaju, jak Lap & Wave.

Jarzmo

Rama magnetyczna, taka jak jarzmo, jest czasami zaprojektowana z żeliwa lub stali. Działa jak strażnik.

Polacy

Bieguny w silniku składają się z dwóch głównych części, takich jak rdzeń bieguna oraz stopki. Te podstawowe części są połączone ze sobą siłą hydrauliczną i są połączone z jarzmem.

Zęby / szczelina

Nieprzewodzące wkładki szczelinowe są często zakleszczane między ściankami szczeliny, a także cewki w celu zapewnienia bezpieczeństwa od zera, wsparcia mechanicznego i dodatkowej izolacji elektrycznej. Materiał magnetyczny między rowkami nazywany jest zębami.

Obudowa silnika

Obudowa silnika zapewnia podparcie dla szczotek, łożysk i żelaznego rdzenia.

Zasada działania

Maszyna elektryczna, która służy do przekształcania energii z energii elektrycznej w mechaniczną, nazywana jest silnikiem prądu stałego. Plik Zasada działania silnika prądu stałego polega na tym, że gdy przewodnik przewodzący prąd znajduje się w polu magnetycznym, wówczas doświadcza siły mechanicznej. Ten kierunek siły można określić za pomocą reguły lewej ręki Flemminga, jak również jej wielkości.

Jeśli pierwszy palec zostanie wyciągnięty, drugi palec, jak również kciuk lewej ręki, będą ustawione pionowo względem siebie, a palec główny oznacza kierunek pola magnetycznego, następny palec wskazuje bieżący kierunek, a kciuk trzeci - podobny do palca oznacza kierunek pola magnetycznego. kierunek siły odczuwany przez przewodnik.

F = BIL niutony

Gdzie,

„B” jest gęstością strumienia magnetycznego,

„I” jest aktualne

„L” to długość przewodnika w polu magnetycznym.

Ilekroć uzwojenie twornika jest podawane w kierunku zasilania prądem stałym, wówczas przepływ prądu zostanie ustawiony w uzwojeniu. Pole magnetyczne zapewni uzwojenie pola lub magnesy trwałe. Tak więc, przewodniki twornika będą doświadczać siły z powodu pola magnetycznego w oparciu o wyżej wymienioną zasadę.
Komutator jest zaprojektowany jak sekcje, aby uzyskać jednokierunkowy moment obrotowy lub ścieżka siły uległaby odwróceniu za każdym razem, gdy droga ruchu przewodnika została odwrócona w polu magnetycznym. Tak więc jest to zasada działania silnika prądu stałego.

Rodzaje silników prądu stałego

Poniżej omówiono różne typy silników prądu stałego.

Motoreduktory DC

Motoreduktory mają tendencję do zmniejszania prędkości silnika, ale z odpowiednim wzrostem momentu obrotowego. Ta właściwość jest przydatna, ponieważ silniki prądu stałego mogą obracać się z prędkością o wiele za szybką, aby urządzenie elektroniczne mogło z niej korzystać. Motoreduktory zwykle składają się z silnika szczotkowego prądu stałego i przekładni przymocowanej do wału. Silniki są rozróżniane jako napędzane przez dwie połączone jednostki. Ma wiele zastosowań ze względu na koszt projektowania, zmniejsza złożoność i konstruowanie aplikacji, takich jak sprzęt przemysłowy, siłowniki, narzędzia medyczne i robotyka.

• Żaden dobry robot nie może być zbudowany bez przekładni. Biorąc wszystko pod uwagę, bardzo ważne jest dobre zrozumienie wpływu przekładni na parametry, takie jak moment obrotowy i prędkość.
• Przekładnie działają na zasadzie przewagi mechanicznej. Oznacza to, że stosując różne średnice kół zębatych, możemy zmieniać prędkość obrotową i moment obrotowy. Roboty nie mają pożądanego stosunku prędkości do momentu obrotowego.
• W robotyce moment obrotowy jest lepszy niż prędkość. W przypadku kół zębatych możliwa jest zamiana dużej prędkości na lepszy moment obrotowy. Wzrost momentu obrotowego jest odwrotnie proporcjonalny do zmniejszenia prędkości.

Motoreduktory DC

Redukcja prędkości w motoreduktorze na prąd stały

Redukcja prędkości na biegach polega na tym, że mały bieg napędza większy bieg. W przekładni redukcyjnej może być kilka zestawów tych zestawów przekładni redukcyjnych.

Redukcja prędkości w motoreduktorze na prąd stały

Czasami celem zastosowania motoreduktora jest zmniejszenie prędkości obrotowej wału silnika w napędzanym urządzeniu, na przykład w małym zegarze elektrycznym, w którym mały silnik synchroniczny może obracać się z prędkością 1200 obr / min, jednak jest zmniejszany do jednej obr / min do napędzania sekundnik i dodatkowo zmniejszony w mechanizmie zegara do napędzania wskazówek minutowych i godzinowych. Tutaj wielkość siły napędowej jest nieistotna, o ile jest wystarczająca do przezwyciężenia uderzeń tarcia mechanizmu zegarowego.

Szeregowy silnik prądu stałego

Silnik szeregowy to silnik szeregowy DC, w którym uzwojenie pola jest połączone wewnętrznie szeregowo z uzwojeniem twornika. Silnik szeregowy zapewnia wysoki moment rozruchowy, ale nigdy nie może pracować bez obciążenia i jest w stanie przenosić bardzo duże obciążenia wału, gdy jest po raz pierwszy zasilany. Silniki szeregowe są również znane jako silniki z uzwojeniem szeregowym.

W silnikach szeregowych uzwojenia pola są połączone szeregowo ze zworą. Siła pola zmienia się wraz z postępem prądu twornika. W czasie, gdy jego prędkość jest zmniejszana przez obciążenie, silnik szeregowy rozwija lepszy moment obrotowy. Jego początkowy moment obrotowy to coś więcej niż różne rodzaje silnika prądu stałego.

Może również łatwiej wypromieniowywać ciepło, które nagromadziło się w uzwojeniu w wyniku przenoszenia dużej ilości prądu. Jego prędkość zmienia się znacznie między pełnym obciążeniem a bez obciążenia. Po usunięciu obciążenia prędkość silnika wzrasta, a prąd płynący przez twornik i cewki wzbudzenia maleje. Praca dużych maszyn bez obciążenia jest niebezpieczna.

Seria silników

Prąd przepływający przez twornik i cewki pola maleje, siła linii strumienia wokół nich słabnie. Gdyby siła linii strumienia wokół cewek została zmniejszona z taką samą szybkością, jak przepływający przez nie prąd, obie spadłyby z tą samą prędkością co

których prędkość silnika wzrasta.

Zalety

Zalety silnika szeregowego są następujące.

• Ogromny moment rozruchowy
• Prosta konstrukcja
• Projektowanie jest łatwe
• Konserwacja jest łatwa
• Ekonomiczne

Aplikacje

Silniki szeregowe mogą wytwarzać ogromną moc obrotową, moment obrotowy ze stanu bezczynności. Ta cecha sprawia, że ​​silniki szeregowe nadają się do małych urządzeń elektrycznych, wszechstronnego sprzętu elektrycznego itp. Silniki szeregowe nie są odpowiednie, gdy wymagana jest stała prędkość. Powodem jest to, że prędkość silników szeregowych różni się znacznie przy różnych obciążeniach.

Silnik bocznikowy

Silniki bocznikowe to bocznikowe silniki prądu stałego, w których uzwojenia pola są bocznikowane lub są połączone równolegle z uzwojeniem twornika silnika. Bocznikowy silnik prądu stałego jest powszechnie używany ze względu na najlepszą regulację prędkości. Dlatego też zarówno uzwojenie twornika, jak i uzwojenia wzbudzenia są poddawane temu samemu napięciu zasilania, jednak istnieją oddzielne gałęzie dla strumienia prądu twornika i prądu wzbudzenia.

Silnik bocznikowy ma nieco charakterystyczne właściwości robocze niż silnik seryjny. Ponieważ cewka pola bocznikowego jest wykonana z cienkiego drutu, nie może wytwarzać dużego prądu do rozruchu, jak pole szeregowe. Oznacza to, że silnik bocznikowy ma wyjątkowo niski moment rozruchowy, co wymaga, aby obciążenie wału było dość małe.

Silnik bocznikowy

Gdy do silnika bocznikowego jest przyłożone napięcie, bardzo mała ilość prądu przepływa przez cewkę bocznikową. Zwora silnika bocznikowego jest podobna do silnika szeregowego i będzie pobierać prąd, aby wytworzyć silne pole magnetyczne. Ze względu na oddziaływanie pola magnetycznego wokół twornika i pola wytwarzanego wokół pola bocznikowego silnik zaczyna się obracać.

Podobnie jak silnik szeregowy, kiedy twornik zacznie się obracać, będzie wytwarzał z powrotem EMF. Tylna EMF spowoduje, że prąd w tworniku zacznie się zmniejszać do bardzo małego poziomu. Ilość prądu pobieranego przez twornik jest bezpośrednio związana z wielkością obciążenia, gdy silnik osiągnie pełną prędkość. Ponieważ obciążenie jest zwykle małe, prąd twornika będzie mały.

Zalety

Zalety silnika bocznikowego obejmują następujące elementy.

• Proste sterowanie, zapewniające wysoki poziom elastyczności w rozwiązywaniu złożonych problemów z napędem
• Wysoka dostępność, dlatego wymagany jest minimalny wysiłek serwisowy
• Wysoki poziom kompatybilności elektromagnetycznej
• Bardzo płynna praca, a zatem niskie naprężenia mechaniczne całego systemu i wysoka dynamika procesów sterowania
• Szeroki zakres regulacji i niskie prędkości, dzięki czemu mają uniwersalne zastosowanie

Aplikacje

Bocznikowe silniki prądu stałego są bardzo odpowiednie do zastosowań z napędem pasowym. Ten silnik o stałej prędkości jest używany w zastosowaniach przemysłowych i motoryzacyjnych, takich jak obrabiarki i maszyny do nawijania / odwijania, gdzie wymagana jest duża precyzja momentu obrotowego.

Silniki zespolone DC

Silniki zespolone prądu stałego zawierają oddzielnie wzbudzane pole bocznikowe, które ma doskonały moment rozruchowy, jednak napotyka problemy w zastosowaniach o zmiennej prędkości. Pole w tych silnikach może być połączone szeregowo poprzez twornik, jak również pole bocznikowe, które jest oddzielnie wzbudzane. Pole szeregowe zapewnia doskonały moment rozruchowy, podczas gdy pole bocznikowe zapewnia lepszą regulację prędkości. Ale pole szeregowe powoduje problemy ze sterowaniem w zastosowaniach przemienników częstotliwości i zwykle nie jest wykorzystywane w napędach 4-kwadrantowych.

Osobno podekscytowany

Jak sama nazwa wskazuje, uzwojenia pola, w przeciwnym razie cewki są zasilane przez oddzielne źródło prądu stałego. Wyjątkowość tych silników polega na tym, że prąd twornika nie jest zasilany przez uzwojenia pola, ponieważ uzwojenie pola jest wzmocnione z oddzielnego zewnętrznego źródła prądu stałego. Równanie momentu obrotowego silnika prądu stałego to Tg = Ka φ Ia. W tym przypadku moment obrotowy jest zmieniany poprzez zmianę strumienia pola „φ” i niezależnie od prądu twornika „Ia”.

Podekscytowany

Jak sama nazwa wskazuje, w tego typu silniku prąd w uzwojeniach może być dostarczany przez silnik, w przeciwnym razie sama maszyna. Ponadto silnik ten jest podzielony na silnik z uzwojeniem szeregowym i silnik z uzwojeniem bocznikowym.

Silnik prądu stałego z magnesami trwałymi

Silnik PMDC lub silnik prądu stałego z magnesami trwałymi zawiera uzwojenie twornika. Silniki te są zaprojektowane z magnesami trwałymi poprzez umieszczenie ich na wewnętrznym brzegu rdzenia stojana w celu wytworzenia strumienia pola. Z drugiej strony wirnik zawiera konwencjonalną zworę prądu stałego, w tym szczotki i segmenty komutatora.

W silniku prądu stałego z magnesami trwałymi pole magnetyczne może być formowane przez magnes trwały. Zatem prąd wejściowy nie jest używany do wzbudzania, które jest używane w klimatyzatorach, wycieraczkach, rozrusznikach samochodowych itp.

Podłączanie silnika prądu stałego do mikrokontrolera

Mikrokontrolery nie mogą bezpośrednio sterować silnikami. Potrzebujemy więc jakiegoś sterownika do kontrolowania prędkości i kierunku silników. Sterowniki silników będą działać jako urządzenia łączące pomiędzy mikrokontrolery i silniki . Sterowniki silników będą działać jako wzmacniacze prądu, ponieważ pobierają sygnał sterujący o niskim natężeniu i zapewniają sygnał o dużym natężeniu. Ten wysokoprądowy sygnał jest używany do napędzania silników. Użycie układu L293D to łatwy sposób na sterowanie silnikiem za pomocą mikrokontrolera. Zawiera wewnętrznie dwa obwody sterownika mostka H.

Ten układ jest przeznaczony do sterowania dwoma silnikami. L293D ma dwa zestawy układów, w których 1 zestaw ma wejście 1, wejście 2, wyjście 1, wyjście 2, z pinem włączającym, podczas gdy inny zestaw ma wejście 3, wejście 4, wyjście 3, wyjście 4 z innym pinem włączania. Oto film związany z L293D

Oto przykład silnika prądu stałego, który jest połączony z mikrokontrolerem L293D.

Silnik prądu stałego połączony z mikrokontrolerem L293D

L293D ma dwa zestawy układów, w których jeden zestaw ma wejście 1, wejście 2, wyjście 1 i wyjście 2, a drugi zestaw ma wejście 3, wejście 4, wyjście 3 i wyjście 4, zgodnie z powyższym schematem,

• Jeśli pin nr 2 i 7 są wysokie, to pin nr 3 i 6 również są wysokie. Jeśli zezwolenie 1 i pin numer 2 są wysokie, a pin numer 7 jest tak niski, to silnik obraca się w kierunku do przodu.
• Jeśli zezwolenie 1 i pin numer 7 są wysokie, a pin numer 2 jest tak niski, to silnik obraca się w odwrotnym kierunku.

Obecnie silniki prądu stałego nadal znajdują zastosowanie w wielu zastosowaniach, takich jak zabawki i napędy dyskowe lub w dużych rozmiarach do obsługi walcowni stali i maszyn papierniczych.

Równania silnika prądu stałego

Wielkość doświadczanego strumienia wynosi

F = BlI

Gdzie B- Gęstość strumienia spowodowana strumieniem wytwarzanym przez uzwojenia pola

l- Długość czynna przewodu

Przepływ prądu I przez przewodnik

Gdy przewodnik się obraca, indukowana jest siła elektromagnetyczna, która działa w kierunku przeciwnym do dostarczanego napięcia. Jest podany jako

Gdzie Ø- Fluz ze względu na uzwojenia pola

P- Liczba biegunów

Stała A-A

N - prędkość silnika

Z- Liczba przewodów

Napięcie zasilania, V = E_b+ I_doR_do

Powstały moment obrotowy jest

Zatem moment obrotowy jest wprost proporcjonalny do prądu twornika.

Ponadto prędkość zmienia się wraz z prądem twornika, stąd pośrednio moment obrotowy i prędkość silnika są od siebie zależne.

W przypadku silnika bocznikowego prądu stałego prędkość pozostaje prawie stała, nawet jeśli moment obrotowy wzrasta od stanu bez obciążenia do pełnego obciążenia.

W przypadku silników serii DC prędkość spada wraz ze wzrostem momentu obrotowego od stanu bez obciążenia do pełnego obciążenia.

W ten sposób moment obrotowy można kontrolować zmieniając prędkość. Kontrolę prędkości uzyskuje się albo przez

• Zmiana strumienia poprzez sterowanie prądem przez uzwojenie pola - metoda Flux Control. W ten sposób prędkość jest kontrolowana powyżej prędkości znamionowej.
• Kontrola napięcia twornika - zapewnia kontrolę prędkości poniżej normalnej prędkości.
• Kontrola napięcia zasilania - zapewnia kontrolę prędkości w obu kierunkach.

Praca w 4 kwadrantach

Ogólnie silnik może pracować w 4 różnych regionach. Plik czterokwadrantowa praca silnika prądu stałego obejmuje następujące elementy.

• Jako silnik w kierunku do przodu lub zgodnie z ruchem wskazówek zegara.
• Jako generator w kierunku do przodu.
• Jako silnik w kierunku odwrotnym lub przeciwnym do ruchu wskazówek zegara.
• Jako generator w odwrotnym kierunku.

4 Kwadrantowa praca silnika prądu stałego

• W pierwszym kwadrancie silnik napędza obciążenie z prędkością i momentem obrotowym w kierunku dodatnim.
• W drugiej ćwiartce kierunek momentu obrotowego zmienia się, a silnik działa jako generator
• W trzeciej ćwiartce silnik napędza obciążenie prędkością i momentem obrotowym w kierunku ujemnym.
• W 4^thkwadrant, silnik działa jako generator w trybie rewersyjnym.
• W pierwszej i trzeciej ćwiartce silnik działa zarówno w kierunku do przodu, jak i do tyłu. Na przykład silniki w dźwigach do podnoszenia ładunku, a także do jego odkładania.

W drugiej i czwartej ćwiartce silnik działa jako generator odpowiednio w kierunku do przodu i do tyłu i dostarcza energię z powrotem do źródła zasilania. Zatem sposobem kontrolowania działania silnika, aby działał w dowolnym z 4 kwadrantów, jest kontrolowanie jego prędkości i kierunku obrotów.

Prędkość jest kontrolowana przez zmianę napięcia twornika lub osłabienie pola. Kierunek momentu obrotowego lub kierunek obrotów jest kontrolowany przez zmianę stopnia, w jakim przyłożone napięcie jest większe lub mniejsze niż tylny emf.

Typowe usterki w silnikach prądu stałego

Ważne jest, aby znać i rozumieć awarie i usterki silnika, aby opisać najbardziej odpowiednie urządzenia zabezpieczające dla każdego przypadku. Istnieją trzy rodzaje awarii silnika, takie jak mechaniczne, elektryczne i mechaniczne, które przeradzają się w elektryczne. Do najczęściej występujących awarii należą:

• Podział izolacji
• Przegrzanie
• Przeciążenia
• Awaria łożyska
• Wibracja
• Zablokowany wirnik
• Niewspółosiowość wału
• Bieg wsteczny
• Brak równowagi faz

Do najczęstszych usterek, które występują w silnikach prądu przemiennego i prądu stałego, należą:

• Gdy silnik nie jest prawidłowo zamontowany
• Gdy silnik jest zablokowany przez brud
• Gdy silnik zawiera wodę
• Gdy silnik się przegrzewa

Silnik 12 V DC

Silnik prądu stałego 12 V jest niedrogi, mały, a także mocny, który jest używany w wielu zastosowaniach. Wybór odpowiedniego silnika prądu stałego do konkretnego zastosowania jest trudnym zadaniem, dlatego bardzo ważna jest współpraca z konkretną firmą. Najlepszym przykładem takich silników jest firma METMotors, która produkuje silniki PMDC (DC z magnesami trwałymi) o wysokiej jakości od ponad 45 lat.

Jak wybrać odpowiedni silnik?

Doboru silnika prądu stałego 12 V można dokonać bardzo łatwo za pomocą METmotors, ponieważ specjaliści tej firmy najpierw przeanalizują prawidłowe zastosowanie, a następnie rozważą liczne cechy i specyfikacje, aby zagwarantować, że skończysz z możliwie najlepszym produktem.
Napięcie robocze jest jedną z charakterystyk tego silnika.

Gdy silnik jest zasilany z akumulatorów, zwykle wybiera się niskie napięcia robocze, ponieważ do uzyskania określonego napięcia potrzeba mniej ogniw. Ale przy wysokich napięciach napęd silnika prądu stałego jest zwykle bardziej wydajny. Mimo to, jego działanie jest osiągalne przy napięciu 1,5 V, które dochodzi do 100 V. Najczęściej używane silniki to 6v, 12v i 24v. Inne główne specyfikacje tego silnika to prędkość, prąd roboczy, moc i moment obrotowy.

Silniki 12 V DC są idealne do różnych zastosowań dzięki zasilaniu prądem stałym wymagającym zarówno momentu obrotowego, jak i wysokiego rozruchu. Silniki te działają z mniejszą prędkością w porównaniu z innymi napięciami silnika.
Cechy tego silnika różnią się głównie w zależności od firmy produkcyjnej oraz zastosowania.

• Prędkość silnika wynosi od 350 obr / min do 5000 obr / min
• Znamionowy moment obrotowy tego silnika wynosi od 1,1 do 12,0 funtów na cal
• Moc wyjściowa tego silnika waha się od 01 do 21 KM
• Rozmiary ramy to 60 mm, 80 mm, 108 mm
• Wymienne szczotki
• Typowa żywotność pędzla to ponad 2000 godzin

Powrót EMF w silniku prądu stałego

Gdy przewodnik przewodzący prąd zostanie umieszczony w polu magnetycznym, wówczas moment obrotowy będzie indukowany na przewodniku, a moment obrotowy obraca przewodnik, który przecina strumień pola magnetycznego. W oparciu o zjawisko indukcji elektromagnetycznej, gdy przewodnik przecina pole magnetyczne, a następnie w przewodniku indukowane jest pole elektromagnetyczne.

Kierunek indukowanego pola elektromagnetycznego można określić za pomocą reguły prawej ręki Flemminga. Zgodnie z tą zasadą, jeśli chwycimy kciuk, palec wskazujący i środkowy pod kątem 90 °, to palec wskazujący wskaże drogę pola magnetycznego. Tutaj palec kciuka reprezentuje sposób ruchu przewodnika, a palec środkowy oznacza indukowane pole elektromagnetyczne nad przewodnikiem.

Stosując regułę prawej ręki Flemminga, możemy zauważyć, że indukowany kierunek siły elektromotorycznej jest odwrotny do przyłożonego napięcia. Tak więc emf nazywa się back emf lub counter emf. Powstawanie tylnej siły elektromotorycznej może odbywać się szeregowo poprzez przyłożone napięcie, jednak w odwrotnym kierunku, tzn. Tylna siła elektromotoryczna przeciwstawia się przepływowi prądu, który ją powoduje.

Wielkość tylnej emf można podać za pomocą podobnego wyrażenia, jak poniżej.

Eb = NP ϕZ/60A

Gdzie

„Eb” to pole elektromagnetyczne indukowane przez silnik, zwane przeciwelektromotorą

„A” to nie. równoległych pasów w całej armaturze wśród szczotek o odwrotnej polaryzacji

„P” to nie. biegunów

„N” to prędkość

„Z” to całkowita liczba przewodów w tworniku

„Φ” jest pomocnym strumieniem dla każdego bieguna.

W powyższym obwodzie wartość tylnej siły elektromotorycznej jest zawsze niska w porównaniu z przyłożonym napięciem. Rozbieżność między nimi jest prawie równoważna, gdy silnik prądu stałego pracuje w normalnych warunkach. Prąd będzie indukowany na silniku prądu stałego z powodu głównego zasilania. Zależność między głównym zasilaniem, tylną EMF i prądem twornika można wyrazić jako Eb = V - IaRa.

Aplikacja do sterowania pracą silnika prądu stałego w 4 kwadrantach

Sterowanie pracą silnika prądu stałego w 4 kwadrantach można uzyskać za pomocą Mikrokontrolera połączonego z 7 przełącznikami.

4 kwadrantowa kontrola

Przypadek 1: Po naciśnięciu przycisku startu i przełącznika zgodnego z ruchem wskazówek zegara układ logiczny w mikrokontrolerze daje wyjście logiczne niskie do pinu 7 i wysokie logiki do pinu 2, powodując, że silnik obraca się w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara i działa w 1^śwkwadrant. Prędkość silnika można zmieniać poprzez naciśnięcie przełącznika PWM, powodując przyłożenie impulsów o różnym czasie trwania do styku włączającego układu scalonego sterownika, zmieniając w ten sposób przyłożone napięcie.

Przypadek 2: Kiedy wciśnięty jest hamulec do przodu, układ logiczny mikrokontrolera stosuje niski stan logiczny do styku 7 i wysoki do styku 2, a silnik ma tendencję do pracy w przeciwnym kierunku, powodując natychmiastowe zatrzymanie.

W podobny sposób naciśnięcie przełącznika przeciwnie do ruchu wskazówek zegara powoduje ruch silnika w odwrotnym kierunku, czyli pracę w 3^{r & D}kwadrant, a naciśnięcie przełącznika hamulca wstecznego powoduje natychmiastowe zatrzymanie silnika.

W ten sposób poprzez odpowiednie zaprogramowanie mikrokontrolera oraz poprzez przełączniki można sterować pracą silnika w każdym kierunku.

W związku z tym chodzi o przegląd silnika prądu stałego. Plik zalety silnika prądu stałego czy zapewniają doskonałą kontrolę prędkości przy przyspieszaniu i zwalnianiu, łatwą do zrozumienia konstrukcję i prostą, tanią konstrukcję napędu. Oto pytanie do Ciebie, jakie są wady silnika prądu stałego?

Kredyty fotograficzne:

• Bezszczotkowe silniki prądu stałego działają wg news.softpedia
• 4 Kwadrantowa praca silnika prądu stałego wg lh5.ggpht
• Przekładniowy silnik prądu stałego wg wikimedia
• Bocznik silnika wg strefa