موتورهای DC
موتور DC وسیله ای است که میتوان به کمک آن انرژی الکتریکی را توسط یک آهنربا به انرژی مکانیکی تبدیل کرد. به علت اینکه از جریان برق مستقیم یا DC استفاده میکند به آن DC میگویند.
یکی از معایبی که موتورهای DC دارند این است که به دلیل اینکه ممکن است در طول زمان کموتاتور آن ها فرسود شود نیاز به تعمیر و نگهداری بیشتری دارند.
در ادامه به بررسی دقیق تر موتورهای DC خواهیم پرداخت:
اجزای موتور DC
یک موتور دی سی از قسمت های مختلفی تشکیل شده است. قسمت های مختلف موتور دی سی شامل بخش های زیر است:
روتور یا آرمیچر، جاروبک، کموتاتور و استاتور که در واقع یک آهنربای ثابت به شکل نعل اسب است. در ادامه این مقاله به طور کامل به تشریح وظایف و عملکرد هر یک از این اجزا پرداخته خواهد شد.
روتور یا آرمیچر
یکی از اجزای مهم در موتورهای DC، روتور یا همان آرمیچر می باشد. روتور به عنوان قسمت گردان این نوع موتور محسوب می شود. از اجزای تشکیل دهنده روتور می توان، هسته سیم پیچی و یاتاقان های موجود در آن را نام برد.
استاتور
استاتور موجود در موتور DC خود نیز از اجزای مختلف دیگری تشکیل شده است. سیم پیچ میدانی که خود به دو نوع سری و شنت تقسیم می شود از اجزاء اصلی استاتور می باشد. از دیگر اعضای مهم، قسمت استاتور فریم موتور و هسته موجود در آن است. در موتورهای DC از یک استاتور بزرگتر به همراه قطب کمکی و سیم پیچ های جبران کننده استفاده می شود.
جاروبک و نگهدارنده جاروبک
یکی دیگر از اجزاء تشکیل دهنده موتور DC جاروبک می باشد. این قطعه وظیفه ی انتقال جریان موجود به کلکتور گردان را بر عهده دارد. در حقیقت وظیفه ی جاروبک در موتور DC و کلکتور یکسو سازی گشتاور موجود در موتور است. گفتنی است که بعضی از الکتروموتورهای DC فاقد جاروبک می باشند.
کموتاتور
به دلیل این که موتور DC از جریان مستقیم برق استفاده می کند، برای به چرخش درآوردن روتور، جهت جریان باید در هر سیکل 2 بار تغییر کند. این عوض شدن باید به صورت مداوم و منظم صورت گیرد. این تغییر جهت چرخش مداوم و منظم، وظیفه ی کموتاتور می باشد.
میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط استاتور به وسیله ی کموتاتور منظم و به صورت مداوم می شود. این میدان باعث ایجاد چرخش روتور می گردد. این چرخش نتیجه ی تبدیل نیروی الکتریکی به نیروی مکانیکی می باشد.
موتور DC چگونه کار میکند
در موتور DC آهنربای نعلی شکلی وجود دارد بطوریکه سیم پیچ درست در وسط میدان مغناطیسی آن قرار گیرد.
وقتی جریان در مدار برقرار میشود و جریان الکتریکی بین قطب های آهنربا برقرار میشود، جریان مغناطیسی در اطراف آرماتور به وجود می آید.
جریان اطراف سیم پیچ با میدان مغناطیسی آهنربای نعلی در جهت مخالف هم هستند. با استفاده مجدد از آهنربای میله ای برای نشان دادن سیم پیچ، در اینجا قطب مثبت آهنربای نعلی، قطب منفی آهنربای الکتریکی موجود در آرمیچر را جذب میکند. در واقع قطب های آهنرباها، بارها یکدیگر را جذب و دفع میکنند.
کاربرد موتور DC
موتور DC استفاده های گسترده و متفاوتی دارند. به طور مثال در اسباب بازی ها مانند ماشین های کنترلی یا قایق ها مورد استفاده قرار میگیرد. در بخش صنعتی امروزی، موتورهای الکتریکی dc در همه جا هستند. از روباتیک تا خودرو سازی و سایر پروژه های حرکتی دیگر از موتور دی سی به علت طیف وسیع عملکرد آن، استفاده میکنند.
به علت اینکه موتور DC در طیف وسیع و متنوعی از صنایع کاربرد دارد، انواع مختلفی از آن نیز برای انجام وظایف مختلف در صنایع طراحی شده است.
انواع موتور دی سی
موتور DC به 4 دسته اصلی تقسیم میشود:
موتور دی سی با آهنربای دائمی
موتور DC آهنربای دائمی، برای ایجاد شار میدان از یک آهنربای دائمی استفاده می کند. این نوع موتور دی سی 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 DC 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 دی سی 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.
توضیحات کامل تر درباره موتور های دی سی سری را میتوانید در مقاله ی مربوطه مشاهده کنید.
موتور DC 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.
موتور DC کمپوند
موتورهای DC کمپوند مانند موتورهای DCشنت، 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.
هر یک از این 4 نوع موتور دی سی ، 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.
