Kas ir līdzstrāvas motors

Mūsdienu rūpniecībā un dzīvē, kaut arī mēs nevaram redzēt motorus, mēs ar tiem rīkojamies katru dienu, un DC motori ir klasiskākie un izplatītākie. Neatkarīgi no tā, vai tas ir jūsu mājas elektriskais ventilators, bērnu rotaļlietas, automašīnu tīrītāji vai pat enerģijas avots aiz automatizētas robotizētas rokas, to var vadīt līdzstrāvas motors.

 

Tātad, kas ir līdzstrāvas motors? Vienkārši sakot, tā ir ierīce, kas pārveido līdzstrāvas elektrisko enerģiju mehāniskajā enerģijā. Lai arī līdzstrāvas motoru vēsturi var izsekot līdz 19. gadsimtam, The Times to nav novērsis. Tā vietā tas turpina aktīvi darboties mazu diskdziņu un augstas precizitātes kontrolē. Izstrādājot elektronisko vadības tehnoloģiju, līdzstrāvas motoru veidi tiek nepārtraukti bagātināti, piemēram, matēti līdzstrāvas motori, bezrūpīgi līdzstrāvas motori, bezkaunīgi līdzstrāvas motori, pārnesumkārbu motori utt. Dažādi veidi ir piemēroti dažādiem scenārijiem un aprīkojumam.

 

Šajā rakstā mēs jūs iepazīstināsim ar principiem, struktūrām un klasifikācijām, lai pilnībā izprastu DC motoru darba mehānismu un pielietojuma scenārijus, palīdzot jums ātri sākt darbu ar šo svarīgo elektromehānisko produktu.

 

 

Kā darbojas DC motori: kā magnētiskie lauki un straumes rada rotāciju?

Lai izprastu līdzstrāvas motora darba principu, mēs to varam apkopot vienā teikumā: strāva plūst caur vadu, vads tiek pakļauts spēkam magnētiskajā laukā, tādējādi virzot rotoru pagriezties.

 

Citiem vārdiem sakot, līdzstrāvas motors ir kā "enerģijas konvertēšanas rūpnīca": tas saņem līdzstrāvas jaudu no enerģijas avota un pēc tam rada elektromagnētisko griezes momentu caur iekšējo armatūru, kas tints magnētiskā lauka darbībā, tādējādi virzot mehānisko daļu pagriezties.

 

Darba principa diagramma

 

Kāpēc tas var pagriezties? Princips faktiski nāk no "kreisās puses likuma"

Kad strāva iet cauri vadam magnētiskajā laukā, vads tiks pakļauts spēkam, kas ir perpendikulārs strāvas un magnētiskā lauka virzienam. Tas ir slavenais "ampēru spēks". Lai noteiktu spēka virzienu, varat izmantot "kreisās puses noteikumu".

 

DC motorā šis spēks iedarbojas uz vairākām armatūras spolēm, galu galā saplūstot par nepārtrauktu rotācijas spēku.

 

Komutators: nepārtrauktas rotācijas atslēga

Bet ir problēma: ja spole vienmēr saglabā vienu virzienu magnētiskajā laukā, motors apstāsies pēc puss pagrieziena. Lai atrisinātu šo problēmu, DC motoram - komutatoram tiek pievienota ļoti kritiska ierīce.

 

Komutators armatūras rotācijas laikā nepārtraukti mainīs strāvas virzienu, lai spole vienmēr būtu spiesta tajā pašā virzienā magnētiskajā laukā, tādējādi sasniedzot nepārtrauktu rotāciju.

 

Šī vienkāršā un efektīvā struktūra ir viens no svarīgākajiem iemesliem, kāpēc DC motori tiek plaši izmantoti. Ja vēlaties uzzināt vairāk: kāpēc strāvas un magnētiskais lauks rada griezes momentu? Kā komutators faktiski sasniedz komutāciju? Kā armatūras spēka process sasniedz nepārtrauktu izvadi? Tad jūs varat izlasīt šo rakstu "DC motoru darba princips: brīnišķīga magnētiskā lauka un strāvas kombinācija"

 

 

No kā izgatavots līdzstrāvas motors? Ļaujiet man parādīt jums galvenās sastāvdaļas

Lai gan ir daudz DC motoru veidu (piemēram, matēti, bez suku, pastāvīgu magnētu utt.), Viņu pamatstruktūra ir aptuveni līdzīga. Paņemsim matētu līdzstrāvas motoru kā piemēru, lai izprastu tā pamatkomponentus un funkcionētu pa vienam.

 

1. Armatūra: elektriskās enerģijas pārvēršanas galvenais raksturs mehāniskajā enerģijā

Armatūra ir motora rotējošā daļa, kas parasti sastāv no dzelzs kodola ar vara stieples brūci ap to. Tas tiek novietots uz spoles, un, kad tiešā strāva iet caur armatūru, tas rada griezes momentu magnētiskā lauka darbībā, tādējādi virzot motoru pagriezties.

 

Armatūra ir gan "jaudas izejas gals", gan elektromagnētiskā spēka tiešais nesējs. Tās dizains ietekmē motora efektivitāti un veiktspēju.

 

2. Komutators: "slēdzis", kas ļauj nepārtraukti rotēt

Komutators ir ierīce, kas savieno armatūru un sukas, parasti segmentēts vara gredzens. Tās funkcija ir automātiski pārslēgt strāvas virzienu, kad armatūra griežas, tādējādi nepārtraukti turot armatūru pagriežot. Tā ir neaizstājama sastāvdaļa matētos motoros.

 

3. Brusis: vadošs tilts

Suisa ir galvenā sastāvdaļa, kas armatūras tinumu ievieš no ārēja enerģijas avota tiešo strāvu. Parastie materiāli ir grafīta vai metāla grafīta kompozīti. Tas sazinās un slīd ar komutatoru, ļaujot strāvu stabili nogādāt rotējošā armatūrā.

 

Jāatzīmē, ka sukas valkā detaļas un pēc ilgstošas ​​lietošanas nolietojas. Tie ir jānomaina regulāri, kas ir arī svarīga sukas motora apkopes sastāvdaļa.

 

4. stators: statiskā daļa, kas ģenerē magnētisko lauku

Stators ir motora stacionārā daļa, kas ir atbildīga par pastāvīga armatūras magnētiskā lauka nodrošināšanu. Stators var būt pastāvīgs magnēts (ti, pastāvīgs magnēta līdzstrāvas motors) vai darbināma spole (ti, ierosmes līdzstrāvas motors). To var iedalīt dažādos veidos atbilstoši dažādiem magnētiskā lauka ģenerēšanas veidiem.

 

5. Mājoklis un gultņi: struktūra un atbalsts

Motora apvalkam galvenokārt ir aizsargājoša un fiksējoša loma, savukārt iekšējais gultnis nodrošina armatūras gludu un zemas berzes rotāciju, kas ir pamata struktūra, lai nodrošinātu motora dzīvi un stabilitāti.

 

Kopsavilkums: līdzstrāvas motora pamatstruktūra ietver: armatūru, komutatoru, sukas, statoru, gultņus utt. Šīs sastāvdaļas darbojas kopā, lai pabeigtu elektriskās enerģijas pārvēršanu mehāniskajā enerģijā, kas ir garantija motora efektīvai darbībai.

 

 

Kad daudzi cilvēki vispirms iepazīstas ar DC motoru, viņi var uzskatīt, ka tas ir tikai mazs motors, kuru var ieslēgt, ieslēdzot. Bet patiesībā līdzstrāvas motorus var klasificēt no vairākām dimensijām, piemēram, komutācijas metodi, magnētiskā lauka avotu, tinumu struktūru utt. Šīs ir trīs visizplatītākās klasifikācijas metodes:

 

Saskaņā ar komutācijas metodi:

Matēts līdzstrāvas motors

Šis ir klasiskākais līdzstrāvas motora tips ar vienkāršu struktūru un zemām izmaksām. Tas slēdz strāvas virzienu caur mehānisko kontaktu starp suku un komutatoru, lai saglabātu nepārtrauktu motora rotāciju.

 

Priekšrocības: vienkārša struktūra, viegli kontrolējama, zemas izmaksas, piemērotas rotaļlietām, mazām ierīcēm utt.

 

Trūkumi: sukas ir viegli valkājamas, īss kalpošanas laiks, skaļa darbības troksnis, bieža apkope.

 

Bez suku DC motors

Motors bez suku novērš sukas un komutatoru un komutācijai izmanto elektronisku vadības sistēmu, kas padara to efektīvāku un tam ir ilgāks laiks.

 

Priekšrocības: augsta efektivitāte un klusums, ilgs kalpošanas laiks, pamatā bez apkopes, piemērota vidēja vai augstuma aprīkojumam, piemēram, droniem un elektroinstrumentiem.

 

Trūkumi: nepieciešama īpaša kontroliera, augstas izmaksu, sarežģītas vadības sistēma

 

Saskaņā ar magnētiskā lauka avotu:

Pastāvīgais magnēta līdzstrāvas motors (PMDC motors)

Pastāvīgos magnētus izmanto, lai aizstātu lauka tinumu, lai ģenerētu magnētisko lauku. Viņiem ir kompakta struktūra un ātra reakcija. Tos parasti izmanto elektriskos transportlīdzekļos, automātiskajās durvīs, robotos utt. Tos var vai nu matētus, vai bez suku motoriem.

 

Priekšrocības: vienkārša struktūra, mazs izmērs, augsta efektivitāte, ātra dinamiskā reakcija

 

Trūkumi: magnētiskā lauka izturību nevar pielāgot, un magnētiskais materiāls ierobežo jaudas augšējo robežu.

 

Satraukts DC motors

Magnētisko lauku ģenerē elektromagnētiskā spole (ierosmes tinums), kuru var sadalīt sērijas ierosināšanā, paralēlā ierosināšanā, saliktā ierosināšanā utt. Tas ir piemērots rūpniecības aprīkojumam, kam nepieciešams liels sākuma griezes moments vai plaša ātruma regulēšanas diapazons.

 

Priekšrocības: regulējams magnētiskais lauks, spēcīgs griezes moments, piemērots augstas jaudas apstākļiem

 

Trūkumi: sarežģīta struktūra, grūti kontrolējama, salīdzinoši liela izmēra

 

Saskaņā ar tinuma struktūru vai barošanas avota fāžu skaitu (galvenokārt izmanto motoriem bez sukām):

Motora "fāzes numurs" attiecas uz kanālu skaitu, caur kuru strāva iet cauri tinumam. Parastie tipi ir vienfāzes, divfāzes un trīsfāze. Šī klasifikācija ir īpaši svarīga bezrūpīgu līdzstrāvas motoros (BLDC), jo dažādiem fāzu skaitam ir būtiska ietekme uz motora darbojošajām stabilitāti, vadības metodēm un pielietojuma zonām.

 

Vienfāzes bez suku līdzstrāvas motors

Vienfāžu motoriem ir vienkāršākā struktūra, un parasti to kontrolei ir nepieciešami tikai divi vadi. Piedziņas ķēdei ir zemas izmaksas, tāpēc tās bieži izmanto mikro ierīcēs ar zemām veiktspējas prasībām.

Priekšrocības: Vienkāršākā struktūra, zemas izmaksas, piemērotas zemas griezes momenta lietojumprogrammām, piemēram, maziem ventilatoriem un portatīvajām ierīcēm

 

Trūkumi: lielas griezes momenta svārstības, nevis tik gludas kā daudzfāzu motori

 

Divfāžu bez suku līdzstrāvas motors

Tas ir sarežģītāks nekā vienfāze, parasti izmantojot četru vadu vai sešu vadu struktūru, un ir elastīgāka kontrole. Tas ir līdzīgs pakāpju motora struktūrai, bet piedziņas metode ir atšķirīga.

Priekšrocības: kompakta struktūra, stabila darbība, ko parasti izmanto mikro ierīcēs un medicīnas instrumentos

 

Trūkumi: Salīdzinot ar trīsfāzu motoriem, joprojām pastāv noteikta griezes momenta svārstības

 

Trīsfāžu bez suku līdzstrāvas motors

Tā ir visizplatītākā un vislabāk veiktspēja bez suku motora struktūras tirgū ar vienmērīgu darbību un nepārtrauktu griezes momentu, un to plaši izmanto dažādās vidējā vai augstuma lietojumprogrammās.

Priekšrocības: Nepārtraukts griezes moments, augsta efektivitāte, klusa darbība, tas ir visizplatītākais motors bez sukām, ko plaši izmanto elektriskos transportlīdzekļos, elektroinstrumentos, dronos utt.

 

Trūkumi: vadības sistēma ir sarežģīta, un izmaksas ir salīdzinoši augstas

 

Dažādas klasifikācijas metodes atklāj galvenās atšķirības motora struktūrā, veiktspējā un pielietojumā. Ir vērts atzīmēt, ka šīs klasifikācijas nav savstarpēji izslēdzošas. Piemēram, motors var būt trīsfāzu bez suku pastāvīga magnēta līdzstrāvas motors, kas atbilst visām trim klasifikācijas izmēriem. Izpratne par šiem pamatiem palīdzēs turpmākos izvēles un lietojumprogrammu lēmumos.

 

 

Mūsdienu inženierzinātnēs un dzīvē DC motori ir visur. Izmantojot vienkāršās vadības, ātras reakcijas un dažādu struktūru priekšrocības, DC motori tiek plaši izmantoti dažādos produktos un sistēmās. Sākot no mājsaimniecības ierīcēm līdz rūpniecības automatizācijai, līdz droniem un medicīniskajam aprīkojumam, DC Motors "dod visu iespēju" visu.

 

Šie ir vairāki tipiski lietojumprogrammu scenāriji, dalīti ar nozari vai funkcijām:

1. Sadzīves ierīces un ikdienas elektroniskās ierīces

DC motori ir visbiežāk sastopami mazās mājsaimniecības ierīcēs. Tie ir kompakti un klusi, piemēroti lietojumiem, kuriem nepieciešams zems spriegums, zems troksnis un zemas izmaksas.

 

Putekļsūcēji, matu žāvētāji, blenderi (liels ātrums, laba stabilitāte)

 

Elektriskās zobu sukas, elektriskās skarbas (izmantojot matētus vai bezkausīgus motorus)

 

Elektriskie aizkari, elektriskās durvju slēdzenes (zems spriegums, zema enerģijas patēriņš)

 

Parastie tipi: matēts motors, bezkausa motors, mazs bezvadu līdzstrāvas motors

 

2. Rotaļlietas, modeļi un izklaides elektronika

Sākot ar tālvadības automašīnām līdz droniem, DC motoriem ir galvenā loma. Liels ātrums, ātra reakcija, viegls svars un kompaktums ir šādu ainu pamatprasības.

 

Tālvadības automašīnas un lidmašīnas (izmantojot motorus bez sukām, lai palielinātu ātrumu un izturību)

 

Roboti, robotizētas rokas (kodētāja līdzstrāvas motori, kuriem nepieciešama precīza kontrole)

 

Parastie tipi: DC Motor, līdzstrāvas motors ar kodētāju, bezkausa motors

 

3. Rūpnieciskā automatizācija un mehāniskā piedziņa

Motoru veiktspējas prasības rūpnieciskajā vidē ir augstākas, un tām ir jābūt tādām īpašībām kā augsts griezes moments, spēcīga kontrolējamība un ilgs mūžs.

 

Automatizēta ražošanas līnija (DC servo motors, kodētāju atgriezeniskās saites sistēma)

 

Aprīkojuma nodošana, elektriskais stienis (pastāvīgais magnēta līdzstrāvas motors, pārnesumu motora kombinācija)

 

CNC darbgaldu instrumenti (augstas precizitātes bezrūpīgs līdzstrāvas motors)

 

Parastie tipi: servo līdzstrāvas motors, augsts griezes momenta DC motors, motors ar reducēšanas pārnesumu

 

4. Transports un zaļie ceļojumi

Zaļie ceļojuma instrumenti, piemēram, elektriskie velosipēdi, elektriskie transportlīdzekļi un līdzsvara velosipēdi, pamatā izmanto DC motorus kā savu jaudas serdi, īpaši ar augstas efektivitātes bezrūpīgu līdzstrāvas motoriem.

 

Elektriskais velosipēds (bezrūpīgs rumbas motors)

 

Elektriskais motorollers (24 V \/ 36 V bez suku motors)

 

Viedā balansēšanas automašīna (augsta griezes momenta līdzstrāvas motors ar vadības sistēmu)

 

Parastie tipi: Hub bez suku motors, 48 ​​V bez suku motors, augstas efektivitātes līdzstrāvas motors

 

5. Medicīnas ierīces un precizitātes aprīkojums

DC motori, īpaši bezkomplektēti motori un servo motori, tiek plaši izmantoti arī medicīnas aprīkojuma laukā, kurai ir ārkārtīgi augstas prasības par troksni, tilpumu un reakcijas ātrumu.

 

Infūzijas sūknis, mikro ventilators (bezkausa motors, jutīga reakcija)

 

Elektriskie ķirurģiskie instrumenti (ātrgaitas, zema trokšņa motors bez trokšņa)

 

Oftalmoloģiskās izmeklēšanas aprīkojums (īpaši zemas vibrācijas servo motors)

 

Parastie tipi: bezkausa līdzstrāvas motori, mazi servo DC motori, bez motoriem bez sukām

 

DC motori ir dziļi iestrādāti mūsu dzīvē un rūpnieciskajās sistēmās to elastīgās struktūras, vienkāršās kontroles un ātras reakcijas dēļ. Sākot ar bērnu rotaļlietām un beidzot ar augstas precizitātes medicīnisko aprīkojumu, sākot no automatizētām ražošanas līnijām līdz elektriskiem ceļošanas rīkiem, visi paļaujas uz DC motoriem, lai sasniegtu braucienu un inteliģenci.

 

Dažādiem lietojumprogrammu scenārijiem ir atšķirīgas prasības līdzstrāvas motoru sprieguma līmenim. Vai vēlaties uzzināt, kā izvēlēties 12 V, 24 V, 36 V vai 48 V atbilstoši jūsu vajadzībām? Jūs varat atsaukties uz mūsu "Līdzstrāvas motora sprieguma līmeņa analīzes rokasgrāmata".