موتورهای DC و انواع آن

اساس کار: استاتور موتور‌های جریان مستقیم توسط یک منبع خارجی تغذیه میشود که در نتیجه آن جریان جاری شده در استاتور یک میدان یکنواختی را زیر قطب‌ها به وجود می‌آورد حال اگر آرمیچر نیز توسط منبع خارجی و یا جریان خود استاتور تغذیه شود یک میدان مغناطیسی در آرمیچر نیز پدید خواهد آمد. از برهم کنش میدان‌های استاتور و آرمیچر چرخش حاصل میشود که نتیجه آن تبدیل انرژی الکتریکی به مکانیکی خواهد بود. (در تصویر زیر میدان استاتور را اهن ربای دائم تامین میکند.)

 

راه اندازی موتور‌های DC: در هنگام راه اندازی موتور‌های جریان مستقیم به دلیل صفر بودن نیروی ضد محرکه Ea جریان زیادی وارد موتور می‌شود؛ که این جریان زیاد می‌تواند مشکلات زیر را به جود آورد:

۱- ایجاد جرقهٔ زیان‌آور هنگام کموتاسیون

۲- آسیب‌دیدن سیم‌پیچ آرمیچر و از بین رفتن عایق بر اثر گرمای بیش از اندازه

۳- گشتاور راه‌اندازی بالا و شتاب سریع که به قسمت‌های متحرک ماشین آسیب می‌رساند.

۴- افت زیاد ولتاژ تغذیه

بنابراین برای راه‌اندازی مناسب ماشین لازم است که جریان راه‌اندازی محدود شود، که این کار با قرار دادن مقاومت خروجی بر سر مدار آرمیچر انجام می‌شود. البته این مقاومت باید به تدریج از سر راه مدار برداشته شود، زیرا در هنگام کار عادی ماشین باعث کاهش سرعت کار ماشین و تلفات سلفی انرژی و در نتیجه کاهش بازدهی ماشین می‌شود.

کنترل سرعت موتور‌های جریان مستقیم به سه روش امکان پذیر است:

۱-کنترل ولتاژ آرمیچر
کنترل شار میدان
کنترل مقاومت آرمیچر

کنترل ولتاژ ارمیچر در موتور‌های تحریک مستقل و سری مورد استفاده قرار میگیرد در این روش برای تغییر ولتاژ می‌توان از یک منبع ولتاژ متغییر اسفاده نمود البته باید توجه شود که فوران تحریک و مقاومت آرمیچر ثابت باشند.

کنترل شار میدان به وسیله تغییر جریان تحریک صورت می‌پذیرد.

روش “کنترل مقاومت آرمیچر” یا رئوستایی احتمالاً قدیمی‌تر روش کنترل سرعت است که امروزه هنوز به ویژه در موتور سری مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این روش ولتاژ پایانه و جریان تحریک (و یا فوران) ثابت هستند و کنترل سرعت توسط تغییر مقاومت آرمیچر به وسیله رئوستایی که در مسیر آرمیچر قرار دارد صورت می‌پذیرد. روش کنترل مقاومت آرمیچر بدلیل داشتن تلفات اضافی دیگر کاربردی ندارد و با توجه به پیشرفت تکنولوژی الکترونیک قدرت روش‌های اول و دوم بیشتر کاربرد دارند.

تقسیم بندی موتور‌های جریان مستقیم:

۱-تحریک مستقل

۲-تحریک سرخود یا خود تحریک

موتور‌های تحریک مستقل:در این موتور‌های سیم پیچی تحریک و آرمیچر به دو منبع جداگانه وصل می‌شوند به منبع خارجی تغذیه کننده آرمیچر اکسایتر نیز می‌گویند.




موتور‌های خود تحریک عبارتند از::۱-شنت ۲-سری ۳-کمپوند (ترکیبی یا مختلط)

موتور‌های شنت:در این نوع موتور سیم پیچ تحریک و آرمیچر با یکدیگر موازی می‌شوند و سیم پیچ آرمیچر و تحریک از منبع استفاده می‌کند. در صورتی که ولتاژ ترمینال همواره ثابت باشد تفاوتی بین موتور تحریک مستقل و موتور شنت وجود نخواهد داشت




کاربرد‌های موتور شنت و تحریک مستقل:این نوع موتور‌ها نباید در زیر بار سنگین راه اندازی شوند، چون جریان آرمیچر آن بیش از حد زیاد شده و به آن صدمه می‌زند، بیشترین کاربرد این موتور در باز‌های ثابت مانند هواکش‌های صنعتی، دمنده‌ها و... است.

موتور سری:در این موتور سیم پیچ تحریک و ارمیچر با یکدیگر سری بوده در نتیجه جریان تحریک از آرمیچر عبور می‌کند؛ بنابراین تعداد دور‌های سیم پیچ میدان سری کم و قطر آن‌ها زیاد است.



کاربرد موتور‌های سری:این موتور‌های دارای گشتاور بالایی می‌باشند در نتیجه از آن‌ها در جا‌هایی که نیاز به گشتاور بالا می‌باشد مورد استفاده قرار میگیرند. همانند:پرس‌های ضربه ای، جرثقیل ها، بالابر‌ها و آسانسورها. همچنین بهترین موتور برای وسایل نقلیه مانند اتوبوس‌های برقی، لوکومتیو‌ها و … می‌باشد و از این رو از نوع خاصی از موتور سری DC در قطار‌های برقی استفاده می‌شود که اصطلاحا به آن موتور کششی (Traction Motor) گویند.

موتور‌های کمپوند:این نوع موتور ترکیبی از موتور‌های سری و شنت است در صورتی که فوران ناشی از سیم پیچی شنت فوران سری را تقویت کند به آن کمپوند اضافی و در صورتی که فوران سیم پیچ شنت، فوران سیم پیچ سری را تضعیف نماید به آن نقصانی میگویند.

هریک از موتور‌های کمپوند نقصانی و اضافی نیز می‌توانند در دو نوع کمپوند با شنت بلند و کوتاه تقسیم شوند. در موتور کمپوند بلند جریان میدان شنت مستقل از تغییرات جریان بار است، ولی در کمپوند کوتاه تغییرات جریان بار باعث تغییرات جریان میدان شنت می‌شود؛ بنابراین در موتور کمپوند شار میدان برآیند شار میدان شنت، میدان سری و عکس العمل آرمیچر است

 

منبع :g-m-u