الکتروموتور دی سی

الکتروموتور دی سی وسیله ای است که انرژی الکتریکی را به کمک یک آهنربا به انرژی مکانیکی تبدیل می کند. به علت اینکه از جریان برق مستقیم یا DC 24 ولت استفاده می کند به آن الکتروموتور دی سی یا الکتروموتور DC می گویند. یکی از معایبی که موتورهای دی سی دارند این است که به دلیل اینکه ممکن است در طول زمان کموتاتور آن ها فرسود شود نیاز به تعمیر و نگهداری بیشتری دارند. این نوع الکتروموتورها دارای انواع مختلفی هستنک که هر کدام بسته به مشخصات و ویژگی های خود دارای کاربرد خاصی هستند که در این مقاله از پیکاتک به بررسی الکتروموتور دی سی و انواع آن می پردازیم.

الکتروموتور دی سی چیست؟

موتور دی سی یک موتور چرخشی است که قادر است انرژی DC را به انرژی مکانیکی یا انرژی مکانیکی را به انرژی DC تبدیل کند. وقتی که موتور DC به عنوان یک موتور کار می‌کند، انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی تبدیل می‌شود و وقتی که موتور به عنوان ژنراتور کار می‌کند، انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی تبدیل می‌شود. موتور DC از دو جزء اصلی تشکیل شده است: استاتور و روتور. قسمتی از موتور DC که هنگام کارکرد موتور ثابت است، استاتور نام دارد و نقش استاتور تولید میدان مغناطیسی است. قسمتی دیگر که هنگام کارکرد موتور، محرک است روتور نام دارد و نقش اصلی آن تولید گشتاور الکترو مغناطیسی و نیروی الکتریکی القایی است. همچنین روتور به عنوان قطب موتور DC برای تبدیل انرژی است ، به همین دلیل آرمیچر نیز نامیده می‌شود.      

کاربرد الکتروموتور دی سی

• الکتروموتور دی سی در جاهای مختلفی استفاده میشود،مثلا در اسباب بازیها مانند ماشینهای کنترلی یا قایقها مورد استفاده قرار میگیرد.
• در بخش صنعتی امروزی، موتور DC در همه جا هستند.
• از روباتیک تا خودرو سازی،و سایر پروژه های حرکتی دیگر از موتور دیسی به علت طیف وسیع عملکرد آن،استفاده میکنند.
• بعلت اینکه موتور دیسی در طیف وسیع و متنوعی از صنایع کاربرد دارد،انواع مختلفی از آن نیز برای انجام وظایف مختلف در صنایع طراحی شده است.

ساختار الکتروموتور دی سی

ماشینهای DC از سه قسمت عمده به صورت زیر تشکیل شده اند.

استاتور

• سیم پیچ میدان به دو سیم پیچ سری و شنت تقسیم می گردد.
• هسته آهنی و فریم موتور اجزای اصلی استاتور هستند،در موتورهای بزرگتر قطب کمکی و سیم پیچی جبرانگر نیز به این اجزا افزوده میگردد.

روتور

• روتور موتور دی سی که به عنوان آرمیچر نیز شناخته می شود در شکل مقابل آورده شده است.
• اجزای اصلی روتور هسته سیم پیچی و یاتاقان ها هستند. روتور قسمت گردان ماشین DC است.

جاروبک و نگهدارنده

• جاروبک وظیفه انتقال جریان به کلکتور گردان را بر عهده دارد.
• جاروبک و کلکتور عامل یکسو کردن گشتاور در موتورهای الکتریکی دی سی هستند.

مزایا و معایب الکتروموتوردی سی 

• دقت قابل قبول در کنترل سرعت
• گشتاور یکنواخت
• کنترل و راه اندازی آسان
• تامین مناسب گشتاور در سرعت های پایین
• امکان کنترل مستقل دور از گشتاور

معایب الکتروموتور دی سی

• استهلاک بالا و هزینه تعمیر و نگهداری بالا
• قیمت نسبتا بالا
• نیاز به جریان DC برای راه اندازی
• پاسخ سرعت نه چندان مناسب
• راندمان نسبتا پایین

تفاوت بین الکتروموتور دی سی و ای سی (DC & AC)

میدان‌های چرخشی مغناطیسی در در موتور AC و DC با هم تفاوت دارند

کسانی که در برق و الکتریک سررشته دارند یا دوره آموزش سیم پیچی موتورهای الکتریکی را گذرانده اند به خوبی می دانند که بین موتور AC و DC از لحاظ چرخش میدان مغناطیسی تفاوت وجود دارد. برای موتور سنکرون AC، میدان استاتور به دلیل چرخش جریان‌های متناوب متقارن که همه به اندازه 120 درجه پشت سر هم قرار دارند چرخیده می‌شوند ، بدین معنا که چرخش میدان مغناطیسی استاتور به علت سرعت تغییر AC است ؛ درحالی که در موتور DC چرخش میدان مغناطیسی با تغییر بین ولتاژ ثابت و مکان واقعی کویل متصل شده شکل می‌گیرد.

تفاوت انواع موتور الکتریکی AC و DC در روش کنترل سرعت

برای موتورهای AC سنکرون ویچی، سرعت موتور می‌تواند تا زمانی که سرعت جریان متناوب تغییر می‌کند، تغییر کند. برای موتورهای DC ویچی، سرعت فقط با تغییر سرعت روتور تغییر می‌کند، در حالی که سرعت روتور متناسب با ولتاژ است ، بنابراین سرعت را می‌توان با تغییر ولتاژ تغییر داد. به نظر می رسد که تفاوت بین موتور AC و DC رابطه مشخصی با اختلاف توان آنها دارد.

روش تولید گشتاور در انواع موتور الکتریکی موتور AC و DC تفاوت دارد

برای موتور القایی AC ، میدان مغناطیسی چرخشی استاتور و میدان مغناطیسی چرخشی روتور برای تولید گشتاور تعامل دارند و سرعت‌های روتور و میدان مغناطیسی با هم همگام هستند. برای موتور DC، میدان مغناطیسی استاتور و میدان مغناطیسی روتور برای تولید گشتاور تعامل می‌کنند، اما میدان مغناطیسی حین چرخش آرمیچر ثابت است.      

انواع الکتروموتور دی سی

آشنایی با انواع مختلف موتور دی سی به شما کمک می کند تا بدانید که هر یک از آن ها چطور برای کار در وضعیت های مختلف انتخاب می شوند و اینکه شما بتوانید موتور دی سی مناسب پروژه خود را انتخاب کنید. موتورهای DC به 4 دسته اصلی زیر تقسیم میشوند.هر یک از این 4 نوع موتور دیسی ،بسته به نوع پروژه کاربردهای متفاوتی دارند و نقاط قوت و ضعف متفاوتی را دارند و دانستن این موارد می تواند به شما در شناخت و انتخاب مناسب موتور مناسب کار شما کمک کند.

1. موتور دیسی با آهنربای دائمی
2. موتور دیسی سری
3. موتور دیسی شنت
4. موتور دیسی کمپوند

موتور دی سی با آهنربای دائمی

موتور DC آهنربای دائمی، برای ایجاد شار میدان از یک آهنربای دائمی استفاده می کند. این نوع موتور DC گشتاور راه اندازی بسیار خوبی را ارائه می دهد و از تنظیم سرعت خوبی برخوردار است ، اما گشتاور آن محدود است بنابراین به طور معمول در کاربردهای با اسب بخار کم استفاده می شود.

موتور دی سی سری

در یک موتور DC سری ، میدان مغناطیسی با چند چرخش یک سیم بزرگ که جریان آرماتور از آن میگذرد، ایجاد می شود. معمولا موتور دیسی سری، گشتاور راه اندازی بزرگی را ایجاد می کند اما نمی تواند سرعت را تنظیم کند و حتی ممکن است با کار کردن بدون بار آسیب ببیند. این محدودیت ها بدان معنی است که این نوع از موتور DC برای پروژه های با سرعت متغیر گزینه مناسبی نیستند. الکتروموتور DC سری دارای گشتاور راه‌انداز بالا بوده و از این رو در صنایعی که نیاز به گشتاور راه‌اندازی بالایی هست، مانند پرس‌های ضربه‌ای جرثقیل‌ها، بالابر هیدرولیک و آسانسور مورداستفاده قرار می‌گیرد. همچنین از این نوع الکتروموتور در لوکوموتیوهای شهری (مترو و تراموا) استفاده می‌شود که به آن اصطلاحاً موتور کششی یا اصطکاکی (Traction Motor) نیز گفته می‌شود.

موتور دی سی شنت

در موتورهای DC شنت، میدان به صورت موازی (شنت) با سیم پیچ آرماتور متصل می شود. این موتورها به دلیل این ویژگی که میدان شنت را می توان مستقل از سیم پیچ های آرماتور تحریک کرد، تنظیمات سرعت بسیار خوبی را ارائه می دهد ، این کار همچنین قابلیت کنترل معکوس ساده ای را به وجود می آورد. الکتروموتور دی سی شنت یا موازی دارای گشتاور حرکتی حداکثر در دور نامی هست. به همین خاطر در کاربردهایی چون هواکش‌های صنعتی و دمنده‌ها و … مورداستفاده قرار می‌گیرد. این نوع موتورها نباید در زیر بار سنگین راه‌اندازی شوند چون جریان آرمیچر آن‌ها بیش‌ازحد بالا رفته و به موتور صدمه وارد می‌شود.

موتور دی سی کمپوند

موتورهای DC کمپوند مانند الکتروموتور دی سی شنت، یک میدان مغناطیسی جداگانه دارند. موتورهای DC کمپوند دارای گشتاور راه اندازی خوبی هستند اما ممکن است در پروژه هایی با سرعت متغیر مشکلات کنترلی داشته باشند. الکتروموتور یا موتور الکتریکی کمپوند خصوصیات هر دو الکتروموتور سری و الکتروموتور شنت را دارد.در صنایع مختلف معمولا به‌ جای استفاده از الکتروموتور سری از الکتروموتور موتور کمپوند اضافی (که خیلی شبیه سری طراحی‌شده باشد) استفاده می‌شود.این نوع الکتروموتور به دو دسته زیر تقسیم می‌شود:

1_الکتروموتور DC کمپوند اضافی : این نوع الکتروموتور در مواردی به کار می‌رود که خصوصیات موتور سری لازم باشد ولی با برداشتن بار، موتور غیرقابل‌کنترل نشود و دور آن خیلی بالا نرود. مانند دستگاه‌های تراش که در هر دوره کاری بی‌بار شده و سپس در بار کامل قرار می‌گیرد.

2_الکتروموتور DC کمپوند نقصانی: این نوع الکتروموتور در مواردی به کار می‌رود که به‌سرعت تقریباً ثابت نیاز باشد (در بارهای کمتر از بار نامی) لذا معمولاً از این نوع موتور در آزمایشگاه‌ها برای تأمین دور ثابت استفاده می‌شود.

لینک های مرتبط :

الکتروموتور سه فاز