موتور dc چیست و انواع آن کدامند؟

الکتروموتور دی سی از پرکاربردترین انواع موتورهای الکتریکی است که جریان الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل می کند. این نوع موتور ها با جریان مستقیم برق یا DC کار می کنند و از این رو به موتورهای dc، موتورهای جریان مستقیم نیز می گویند. از موتورهای جریان مستقیم اغلب در مدارات الکتریکی، کنترل موقعیت، صنعت رباتیک و … استفاده می شود. الکتروموتورهای dc با توجه به ساختار و کارایی انواع مختلفی دارند. در ادامه نحوه عملکرد موتورهای dc و انواع آن را به طور کامل توضیح می دهیم.

معرفی اجزای الکتروموتور DC

الکتروموتورهای جریان ثابت از 3 قسمت اصلی آرمیچر، استاتور و جاروبک تشکیل شده اند   که در ادامه هر کدام از این قطعات را توضیح می دهیم.

• آرمیچر: بخش دورانی موتور DC آرمیچر یا روتور نام دارد. این بخش از قطعاتی به نام هسته، سیم پیچ ها و بلبرینگ ها تشکیل شده است. روتور میدان مغناطیسی را هدایت و از اتلاف آن جلوگیری می کند.
• استاتور: بخش ثابت الکتروموتور DC استاتور نام دارد. این بخش از یک هسته آهنی، سیم پیچ و بدنه موتور تشکیل شده است. هسته استاتور عمل هدایت و تمرکز میدان مغناطیسی را بر عهده دارد. جنس هسته استاتور از آهن ترانس است و نفوذپذیری مغناطیسی بالایی دارد.
• جاروبک: جاروبک وظیفه انتقال جریان برق به کلکتور چرخشی را بر عهده دارد. کلکتور در واقع با همراهی جاروبک موجب یکسو شدن گشتاور در موتورهای DC می شود.

آشنایی با نحوه کار موتور DC

موتورهای DC به کمک یک آهنربا انرژی الکتریکی را به انرژی جنبشی تبدیل می کنند. در واقع، برهم کنش میدان های مغناطیسی باعث عملکرد الکتروموتورهای جریان ثابت می شود. زمانیکه عامل هدایت کننده در میدان مغناطیسی قرار می گیرد، نیروی مغناطیسی بر عامل هدایت کننده وارد می شود و آن را می چرخاند. چرخش عامل هدایت کننده منجر به تولید جریان الکتریکی می گردد. از طرف دیگر، با عبور جریان الکتریکی از درون عامل هدایت کننده، نیروی محرکه لازم توسط دستگاه تولید می شود.

آهنربا های موجود درون موتور DC در زمان اتصال به جریان برق، نیروی دافعه ایجاد می کنند. این نیرو یک جریان در اطراف آرماتور ایجاد می کند که باعث چرخش روتور می شود. مجموع این عوامل باعث تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی جنبشی در الکتروموتور جریان ثابت دی سی می گردد.

 کاربرد موتورهای DC در صنعت

الکتروموتورهای DC به دلیل کنترل پذیری مناسب و تنوع تولید، در صنایع مختلفی کاربرد دارند. در واقع، با ایجاد ترکیب های مختلف در مدار تحریک این نوع موتور می توان ویژگی های گشتاور و انواع دور را بدست آورد. به طور کلی، موتورهای DC در سیستم هایی که نیاز به کنترل کامل بر روی میزان گشتاور و سرعت دارند، استفاده می شود.

از الکتروموتورهای DC  در ساخت بسیاری از لوازم خانگی و دستگاه های صنعتی کارخانجات بزرگ استفاده می شود. شما می توانید انواع موتورهای جریان مستقیم را در صنایع کشاورزی، نساجی، رباتیک، خودروسازی و … مشاهده کنید.

انواع موتور های dc به همراه ویژگی ها و کاربرد های هر کدام

• موتور DC سری
• موتور DC موازی
• موتور DC ترکیبی
• موتور DC با آهنربای ثابت
• موتور DC خود تحریک

1- موتور DC سری

روتور در این نوع الکتروموتور به صورت سری متصل است. در حقیقت، سیم پیچی میدان به واسطه چند دور سیم با سطح مقطع بزرگ پیچیده می شود تا بتواند کل جریان روتور را تحمل کند. موتورهای سری گشتاور راه اندازی بالا دارند؛ به همین دلیل در صنایعی که به گشتاور راه اندازی بالا نیاز است مانند آسانسور یا جرثقیل، استفاده می شوند. علاوه بر این، سرعت موتورهای DC سری در وضعیت بدون بار ممکن است تا جایی افزایش یابد که به موتور آسیب بزند. بنابراین، توصیه می شود از این نوع الکتروموتور در درایوهای سرعت متغیر استفاده نشود.

2- موتور DC موازی

در این نوع موتور DC، میدان مغناطیسی به صورت موازی (شنت) به سیم پیچ روتور وصل می شود. تحریک سیم پیچ میدان هم به صورت جداگانه و هم از طریق اتصال به میدان امکان پذیر می باشد. در حالتی که سیم پیچ میدان به صورت مستقل تحریک می شود، می توان به واسطه درایو سرعت متغیر، آرمیچر و میدان را به صورت مستقل کنترل کرد.

از موتورهای DC موازی برای مصارفی که نیاز به گشتاور ثابت دارند مانند بالابرها یا تسمه نقاله استفاده می شود.

4- موتور DC ترکیبی

الکتروموتور ترکیبی یا کمپوند، همانطور که از نامش پیداست، از یک میدان اتصال سری با روتور و یک میدان تحریک موازی جداگانه تشکیل شده است. میدان اتصال سری گشتاور شروع بهتر و میدان موازی مستقل تنظیم سرعت بهتر را امکان پذیر می کند. با توجه به اینکه، میدان سری در الکتروموتورهای DC کمپوند ممکن است ایراداتی در رابطه با کنترل برنامه های درایو سرعت متغیر ایجاد کند، بهتر است از آن در درایوهای چهار مربعی استفاده نشود.

5- موتور DC با آهنربای ثابت

در این نوع الکتروموتور، یک آهنربا شار میدان را تامین می کند. این نوع موتور DC قابلیت تنظیم سرعت فوق العاده ای دارد و گشتاور راه اندازی آن بسیار خوب است. اما ظرفیت تحمل بار محدودی دارد. علاوه بر این، در این نوع الکتروموتور برای مغناطیس زدایی آهنرباهای دائمی، مقدار گشتاور معمولا به 150% حد مجاز محدود می شود. از این رو، توصیه می کنیم از موتورهای DC با آهنربای ثابت در مصارف با اسب بخار کم استفاده کنید.

6- موتور DC خود تحریک

در الکتروموتورهای تحریک مستقل یا خودتحریک، سیم پیچ تحریک و آرمیچر به دو منبع ولتاژ جداگانه متصل می شوند.

معرفی انواع درایو های موتور DC

3 نوع درایو الکتروموتور جریان ثابت DC در دسترس می باشد که در ادامه به صورت کامل توضیح می دهیم.

کنترل کننده موتورهای براش DC (با جاروبک)

میدان مغناطیسی در این نوع کنترل کننده به وسیله یک جریان از براش کربنی در آرمیچر تولید می شود. این کنترل کننده ها مختص موتورهای DC گیربکس دار و بیشتر موتورهای خطی هستند. آن ها به راحتی کنترل می شوند و قیمت بسیار مناسبی دارند.

کنترل کننده موتورهای براش لس DC (بدون جاروبک)

میدان مغناطیسی در این کنترل کننده ها توسط آهنربا های دائمی به وجود می آیند. این نوع موتورها به نسبت موتورهای براش مشخص گشتاور / سرعت بهتر، کارایی و طول عمر بیشتر اما قیمت بالاتری دارند.

کنترل کننده موتورهای سروو

عملکرد این کنترل کننده بسیار شبیه نوع براش است، با این تفاوت که مجهز به یک نوع کنترل فیدبک موقعیت است که به شفت آرمیچر متصل شده است. این نوع کنترل کننده ها اغلب به یک کنترلر PWM وصل و توسط آن کنترل می شوند. از موتورهای DC سروو در سیستم های کنترل موقعیت و مدل هایی که با امواج رادیویی کنترل می شوند، استفاده می شود.

توجه داشته باشید که پایتخت فناوری یک مجتمع فنی است که در حوزه آموزش تعمیرات لوازم خانگی، آموزش تعمیرات ایسیو، آموزش کلید سازی و… فعالیت دارد و تمامی کلاس ها با 30 درصد تخفیف برگزار می شود.