الکتروموتور DC چیست؟
برای تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی به دستگاهی به نام الکتروموتور نیاز داریم. الکتروموتور DC، دسته ای از الکتروموتورها هستند که جریان مستقیم برق را به انرژی مکانیکی مورد نیاز برای بسیاری از دستگاه ها تبدیل می کنند.
الکتروموتور DC از قسمت های اصلی روتور، استاتور، کموتاتور و جاروبک تشکیل می شوند. استاتور در واقع نوعی آهنربای ثابت است و کوتاتور سیم پیچ مخصوصی است که با عبور جریان برق به آهنربای الکتریکی تبدیل می شود و با کمک کموتاتور قطب مثبت و منفی آن جا به جا می شوند.
در حقیقت می توان گفت موتورهای دی سی با کمک میدان مغناطیسی که از جریان الکتریکی به وجود می آید برای چرخش مکانیکی استفاده می کنند. گشتاور و سرعت خروجی در این الکتروموتورها هم به میزان جریان ورودی و هم به طراحی موتور بستگی دارد.
تفاوت الکتروموتور DC و AC
مهم ترین تفاوت این دو مدل از الکتروموتورها در نوع جریان ورودی و تغذیه آنهاست. الکتروموتور AC با جریان متناوب الکتریکی کار می کند و موتور DC همانطور که گفتیم با جریان مستقیم . دو مولفه اصلی که در جریان DC یا مستقیم تاثیرگذار است مولفه های ولتاژ و جریان هستند که به طبع در کارکرد و طراحی الکتروموتورهای این مدل نیز تاثیرگذار هستند. اما در جریان AC با توجه به اینکه قطب مثبت و منفی به صورت مداوم در حال تغییر است، علاوه بر دو عامل فوق عامل فرکانس نیز دخیل است.
در نتیجه این تفاوت نحوه کنترل سرعت و تولید گشتاور در این دو مدل از الکتروموتورها با هم متفاوت است. کنترل سرعت موتور در الکتروموتورهای DC با کمک کنترلر که روشی آسان و کم هزینه است انجام می شود، اما در مورد الکتروموتورهای AC اینگونه نیست و برای کنترل سرعت موتور در آنها باید از اینورتر استفاده کرد که در مقایسه با کنترلر هزینه بیشتری دارد اما در صرفه جویی مصرف برق تاثیر بسزایی دارد.
معرفی اجزا الکتروموتور DC
همانطور که در مطالب فوق اشاره کردیم الکتروموتورهای دی سی از چند بخش اصلی تشکیل شده اند. هر کدام از این بخش ها نیز خود زیر مجموعه هایی دارند که شامل:
- استاتور نوعی آهنربای ثابت یا سیم پیچ میدانی است که خود به دو نوع سیم پیچ سری و شنت تقسیم بندی می شود. از دیگر اجزای استاتور فریم موتور و هسته استاتور می باشد.
- جز بعدی الکتروموتورهای dc روتور یا همان آرمیچر دستگاه است که نقش قسمت چرخنده و گردان الکتروموتور را به عهده دارد و شامل هسته سیم پیچی شده و یاتاقان می شود.
- بخش بعدی جاروبک نام داشته که وظیفه انتقال جریان به کلتور گردان را به عهده دارد.
جالب است بدانید از الکتروموتور DC می توان به عنوان ژنراتور استفاده کرد! البته برای کارایی و بهره وری بیشتر پیشنهاد می شود با همان نقش اصلی خود و برای تولید نیروی مکانیکی از آن استفاده کنیم.
نحوه کار الکتروموتور DC
همانطور که گفتیم استاتور و روتور دو بخش اصلی الکتروموتورها هستند که استاتور قسمت ثابت الکتروموتور و روتور قسمت چرخان آن. با شروع به کار الکتروموتور DC استاتور یک میدان مغناطیسی دوار ایجاد می کند که باعث چرخش روتور می شود.
برای ایجاد میدان مغناطیسی در استاتور از آهنرباهای ثابت استفاده می کنند، همچنین برای متمرکز شدن میدان مغناطیسی از یک یا چند سیم پیچ عایق شده در اطراف هسته موتور استفاده می شود.
این سیم پیچ عایق شده به یک کموتاتور متصل شده که جریان الکتریکی را به سیم پیچ ها اعمال کرده و به آرماتورها اجازه می دهد تا هر کدام به صورت جداگانه انرژی بگیرند و گشتاور ایجاد کنند.
این سیم پیچ ها به ترتیب روشن و خاموش می شوند و یک میدان مغناطیسی دوار ایجاد میکنند که باعث ایجاد گشتاور شده و در نهایت باعث چرخش آن می شوند. این پروسه عملکرد الکتروموتور DC در نهایت منجر به ایجاد توان مکانیکی شده که برای حرکت اجسام استفاده می شود.
جهت کسب اطلاع از جدیدترین لیست قیمت ها و مشاوره رایگان قبل از خرید می توانید با متخصصان ما تماس بگیرید
برای مشاوره رایگان نصب و هرگونه سوال فنی می توانید با این شماره تماس بگیرید
کاربرد الکتروموتور DC در کجاست؟
از الکتروموتور تقریبا در تمامی صنایع و ساخت اکثر وسایل استفاده می شود. می توان گفت هیچ وسیله ای نیست که از این قطعه ساخت بشر استفاده نکرده باشد. از کارخانه های بزرگ و دستگاه صنعتی قرار گرفته در آنها تا بسیاری از لوازم و وسایل خانه و اسباب بازی و وسایل کودکان تماما از این وسیله استفاده می کنند. از جمله این صنایع و وسایل می توان به این موارد اشاره کرد:
- صنعت کشاورزی ( برای ماشین آلات کشاورزی)
- شهربازی (در بسیاری از وسایل شهربازی نیاز به نیروی مکانیکی داریم)
- درب های اتومات مانند درب آسانسور یا درب برقی فروشگاه ها)
- تسمه نقاله که در کارخانه ها برای جابه جایی وسایل استفاده می شود.
- کارت های الکتریکی
- کمپرسورهای الکتریکی
- تردمیل و صنایع ورزشی
- صنعت گلخانه
- دستگاه های صنعتی نظافت
- صنایع نساجی
- صنایع پلاستیک
- صنایع خودروسازی برای تست تایرها
- صنایع شکر
- صنایع کاغذ
- تولید خوراک دام و طیور ( پیشنهاد میکنیم مقاله چگونگی کارکرد الکتروموتور در کارخانجات خوراک دام و طیور را مطالعه کنید.
آیا می توان سرعت الکتروموتور DC را افزایش داد؟
به صورت کلی با تغییر جریان میدان، سرعت و گشتاور الکتروموتور تغییر میکند. البته باید این را بدانید که ولتاژ جریان و بار اعمال شده در شفت موتور تاثیرگذار هستند.
نوع سیم پیچی میدان مغناطیسی با سیم پیچی آرمیچر (روتور) نیز در گشتاور و سرعت الکتروموتور تاثیر گذار است و تاثیر آن به این صورت است که اگر این دو سیم پیچی به صورت سری کنار هم قرار بگیرند گشتاور بالا رفته و سرعت کم می شود.
در صورتی که این دو سیم پیچی به صورت موازی در کنار هم باشند، نتیجه برعکس شده و گشتاور پایین و سرعت الکتروموتور بالا می رود. ممکن است به هر دلیل نیاز به سرعت بالا و گشتاور بالا داشته باشیم که در این حالت نباید جریان میدان کم شود.
با استفاده از این روش نیازی به استفاده از جعبه دنده متغیر مکانیکی در دستگاه نداریم.
مزایا و معایب استفاده از الکتروموتور های دی سی
این موتورها برخلاف موتورهای AC گشتاور یکنواختی تولید می کنند، همچنین در کنترل سرعت روتور دقت بالایی دارند. با استفاده از ولتاژ جریان ورودی می توان میزان گشتاور و سرعت روتور را تغییر داد و در نهایت اینکه راه اندازی و نصب اولیه این الکتروموتورها راحت تر از الکتروموتورهای AC است.
اما در مقایسه با سایر مدل های الکتروموتور قیمت این مدل بیشتر بوده و راندمان آنها به صورت کلی پایین تر است. همچنین سرعت پاسخ دادن آنها نیز پایین تر است و در نهایت اینکه هزینه های تعمیر و نگهداری این مدل از سایر مدل ها بیشتر است.
انواع الکتروموتور DC
الکتروموتورهای DC بر حسب قطعات قرار گرفته و کاربردشان به پنج مدل اصلی تقسیم بندی می شوند. این پنج مدل عبارتند از :
الکتروموتور براش دار
الکتروموتور های DC براش دار که به عنوان موتور کلاسیک نیز شناخته می شوند دارای یک کموتاتور در خود هستند که جریان ورودی را در هر نیم چرخه معکوس می کنند و گشتاور یک جهته ای را تولید می کنند.
این مدل از الکترو موتور تا چند سال قبل در پیشرانه های الکتریکی، جرثقیل سقفی و معمولی، ماشین کاغذ و نورد فولاد استفاده میشدند اما امروزه اکثر آنها جای خود را به مدل بدون براش داده اند.
الکتروموتور بدون براش
الکتروموتورهای DC بدون براش (بدون جاروبک) را تحت عنوان موتور سنکرون می شناسند که تفاوت اصلی آنها با الکتروموتور جاروبک دار در نداشتن کموتاتور است.البته جایگزین آن سروومکانیسم الکترونیکی است که قادر به تشخیص و تنظیم زاویه روتور می باشد.
الکتروموتورهای بدون براش (سنکرون) در سیستم های حمل و نقل، گرمای و تهویه و برخی سیستم های مهندسی به کار می روند.
الکتروموتور DC سری
این مدل از الکتروموتور به نوعی زیر مجموعه الکتروموتورهای DC براش دار هستند که سیم پیچ میدان و روتور در آنها به صورت سری بسته شده است. در این حالت کل جریان روتور به سیم پیچ میدان منتقل می شود و گشتاور بالایی ایجاد می کند. همچنین این مدل از الکتروموتورها قابلیت تنظیم سرعت را ندارند و از کاربرد آنها می توان به ماشین های الکتریکی و چرخ خیاطی اشاره کرد.
الکتروموتور DC موازی
در این مدل از الکتروموتور که همچون الکتروموتورهای سری در دسته جاروبک دارها قرار می گیرد، سیم پیچی میدان و روتور به صورت موازی بسته می شود و در نتیجه این امر گشتاور ثابت باقی می ماند. از این الکتروموتورها در تسمه نقاله و میکسر و بالابر استفاده گسترده ای می شود.
الکتروموتور DC سروو
در الکتروموتورهای سروو براش دار از کنترل فیدبک موقعیت که به شفت الکتروموتور متصل است بهره می برند. این اتصالات را به روش مدولاسیون پهنای پالس یا کنترل کننده نوع PWM کنترل می کنند و از آنها در سیستم های کنترل موقعیت و کنترل رادیویی استفاده می کنند. از جمله کاربرد های این الکتروموتورها می توان به استفاده در سیستم رباتیک، نوار نقاله ها، فوکوس خودکار دوربین و … اشاره کرد.
سلام خسته نباشید
الکتروموتور DC نسبت به انواع دیگه از نظر اقتصادی به صرفه است؟
سلام دوست عزیز
در مقایسه با سایر مدل های الکتروموتور قیمت الکتروموتورهای DC بیشتر بوده و راندمان آنها به صورت کلی پایین تر است. همچنین سرعت پاسخ دادن آنها نیز پایین‌تر است و در نهایت هزینه‌های تعمیر و نگهداری این مدل هم از سایر مدل ها بیشتر است.