Βουρτσισμένος κινητήρας συνεχούς ρεύματος

Κινητήρας μόνιμου μαγνήτη DC
Ο κινητήρας συνεχούς ρεύματος μόνιμου μαγνήτη (μοτέρ PMDC) είναι ο πιο κοινός μεταξύ των βουρτσισμένου κινητήρα συνεχούς ρεύματος. Ο επαγωγέας αυτού του κινητήρα περιλαμβάνει μόνιμους μαγνήτες που δημιουργούν ένα μαγνητικό πεδίο του στάτορα. Οι κινητήρες συνεχούς ρεύματος μόνιμου μαγνήτη χρησιμοποιούνται συνήθως σε εργασίες που δεν απαιτούν υψηλή ισχύ. Οι κινητήρες PMDC είναι φθηνότεροι στην παραγωγή από τους κινητήρες συνεχούς ρεύματος τυλιγμένου πεδίου. Ταυτόχρονα, η ροπή του κινητήρα PMDC περιορίζεται από το πεδίο των μόνιμων μαγνητών του στάτορα. Ο κινητήρας PMDC αντιδρά πολύ γρήγορα στις αλλαγές τάσης. Χάρη στο σταθερό πεδίο του στάτορα, είναι εύκολο να ελέγξετε την ταχύτητα του κινητήρα. Το μειονέκτημα ενός κινητήρα PM DC είναι ότι με την πάροδο του χρόνου οι μαγνήτες χάνουν τις μαγνητικές τους ιδιότητες, με αποτέλεσμα να μειώνεται το πεδίο του στάτη και να μειώνεται η απόδοση του κινητήρα.

Ξεχωριστά διεγερμένοι και διακλαδικοί κινητήρες πληγών
Σε ξεχωριστά διεγερμένους ηλεκτροκινητήρες, η περιέλιξη πεδίου δεν συνδέεται ηλεκτρικά με την περιέλιξη του οπλισμού (εικόνα παραπάνω). Συνήθως, η τάση διέγερσης UFW διαφέρει από την τάση στο κύκλωμα οπλισμού U. Εάν οι τάσεις είναι ίσες, τότε η περιέλιξη του πεδίου συνδέεται παράλληλα με την περιέλιξη του οπλισμού. Η χρήση στον ηλεκτροκινητήρα με ξεχωριστή διέγερση ή τυλιγμένο κινητήρα διακλάδωσης καθορίζεται από το σχήμα ηλεκτρικής μετάδοσης κίνησης. Οι ιδιότητες (χαρακτηριστικά) αυτών των κινητήρων είναι οι ίδιες. Στους κινητήρες συνεχούς ρεύματος με διακλάδωση, τα ρεύματα της περιέλιξης πεδίου (επαγωγέας) και του οπλισμού είναι ανεξάρτητα μεταξύ τους και το συνολικό ρεύμα κινητήρα είναι ίσο με το άθροισμα του ρεύματος περιέλιξης πεδίου και του ρεύματος του οπλισμού. Κατά την κανονική λειτουργία, η αύξηση της τάσης τροφοδοσίας αυξάνει το συνολικό ρεύμα του κινητήρα, γεγονός που οδηγεί σε αύξηση των πεδίων του στάτη και του ρότορα. Με την αύξηση του συνολικού ρεύματος του κινητήρα, η ταχύτητα αυξάνεται επίσης και η ροπή μειώνεται. Όταν το φορτίο του κινητήρα αυξάνεται, το ρεύμα του οπλισμού αυξάνεται, με αποτέλεσμα να αυξάνεται το πεδίο του οπλισμού. Καθώς αυξάνεται το ρεύμα του οπλισμού, το ρεύμα του επαγωγέα (τυλίγματος πεδίου) μειώνεται, με αποτέλεσμα να μειώνεται το πεδίο του επαγωγέα, το οποίο οδηγεί σε μείωση της ταχύτητας του κινητήρα και αύξηση της ροπής.
Ο κινητήρας συνεχούς ρεύματος με διακλάδωση έχει το χαρακτηριστικό ροπής/ταχύτητας με φθίνουσα ροπή σε υψηλές ταχύτητες και υψηλή, αλλά πιο σταθερή ροπή σε χαμηλές στροφές. Το ρεύμα στην περιέλιξη του επαγωγέα και στον οπλισμό δεν εξαρτάται το ένα από το άλλο, επομένως, το συνολικό ρεύμα του ηλεκτροκινητήρα είναι ίσο με το άθροισμα των ρευμάτων του επαγωγέα και του οπλισμού. Ως αποτέλεσμα, αυτός ο τύπος κινητήρα έχει εξαιρετικά χαρακτηριστικά ελέγχου ταχύτητας. Ο βουρτσισμένος κινητήρας συνεχούς ρεύματος με διακλάδωση χρησιμοποιείται συνήθως σε εφαρμογές που απαιτούν ισχύ μεγαλύτερη από 3 kW, ιδιαίτερα σε εφαρμογές αυτοκινήτων και στη βιομηχανία. Σε σύγκριση με τον κινητήρα PMDC, ο κινητήρας συνεχούς ρεύματος με διακλάδωση δεν χάνει τις μαγνητικές του ιδιότητες με το χρόνο και είναι πιο αξιόπιστος. Τα μειονεκτήματα του βουρτσισμένου κινητήρα συνεχούς ρεύματος με διακλάδωση είναι το υψηλότερο κόστος και η πιθανότητα διαφυγής του κινητήρα εάν το ρεύμα του επαγωγέα μειωθεί στο μηδέν, το οποίο με τη σειρά του μπορεί να οδηγήσει σε αστοχία του κινητήρα.

Μοτέρ συνεχούς ρεύματος πληγής σειράς
Στους κινητήρες συνεχούς ρεύματος με σειριακή περιέλιξη, η περιέλιξη πεδίου συνδέεται σε σειρά με την περιέλιξη του οπλισμού και το ρεύμα διέγερσης είναι ίσο με το ρεύμα οπλισμού (δηλ.=Ia), το οποίο δίνει στους κινητήρες ειδικές ιδιότητες. Κάτω από μικρά φορτία, όταν το ρεύμα οπλισμού είναι μικρότερο από το ονομαστικό ρεύμα (Ia < Irat) και το μαγνητικό σύστημα του κινητήρα δεν είναι κορεσμένο (Φ ~ Iα), η ηλεκτρομαγνητική ροπή είναι ανάλογη με το τετράγωνο του ρεύματος στην περιέλιξη του οπλισμού .
M=cm∙Ф∙Ia=c'm∙Ia^2, όπου M είναι η ροπή του κινητήρα, N∙m, σΜ είναι ένας σταθερός συντελεστής που καθορίζεται από τις παραμέτρους σχεδιασμού του κινητήρα, Ф είναι κύρια μαγνητική ροή, Wb, Ia είναι ρεύμα οπλισμού, Α.
Με την αύξηση του φορτίου, το μαγνητικό σύστημα του κινητήρα είναι κορεσμένο και η αναλογία μεταξύ του ρεύματος Ia και της μαγνητικής ροής Ф διαταράσσεται. Με σημαντικό κορεσμό, η μαγνητική ροή Ф με την αύξηση του Ia πρακτικά δεν αυξάνεται. Η γραφική παράσταση της εξάρτησης M=f(Ia) στο αρχικό μέρος (όταν το μαγνητικό σύστημα δεν είναι κορεσμένο) έχει σχήμα παραβολής, τότε, όταν είναι κορεσμένο, αποκλίνει από την παραβολή και στην περιοχή του μεγάλου τα φορτία μετατρέπονται σε ευθεία γραμμή.
Ο κινητήρας συνεχούς ρεύματος με τυλιγμένο βουρτσισμένο κινητήρα έχει υψηλή ροπή σε χαμηλή ταχύτητα και αναπτύσσει υψηλή ταχύτητα χωρίς φορτίο. Αυτός ο ηλεκτροκινητήρας είναι ιδανικός για συσκευές που πρέπει να αναπτύξουν υψηλή ροπή (γερανοί και βαρούλκα), καθώς το ρεύμα του στάτορα και του ρότορα αυξάνεται υπό φορτίο. Σε αντίθεση με τους κινητήρες PMDC και τους κινητήρες συνεχούς ρεύματος με τυλιγμένη διακλάδωση, οι κινητήρες συνεχούς ρεύματος με περιέλιξη σειράς δεν έχουν τα ακριβή χαρακτηριστικά ελέγχου ταχύτητας και σε περίπτωση βραχυκυκλώματος της περιέλιξης πεδίου μπορεί να γίνει ανεξέλεγκτη.

Μοτέρ συνεχούς ρεύματος σύνθετου τραύματος
Ο σύνθετος τυλιγμένος κινητήρας συνεχούς ρεύματος έχει δύο περιελίξεις πεδίου, η μία από αυτές συνδέεται παράλληλα με την περιέλιξη του οπλισμού και η δεύτερη σε σειρά. Η αναλογία μεταξύ των δυνάμεων μαγνήτισης των περιελίξεων μπορεί να είναι διαφορετική, αλλά συνήθως μία από τις περιελίξεις δημιουργεί μια μεγάλη δύναμη μαγνήτισης και αυτή η περιέλιξη ονομάζεται κύρια, η δεύτερη περιέλιξη ονομάζεται βοηθητική. Εάν οι περιελίξεις είναι συνδεδεμένες έτσι ώστε το πεδίο σειράς να βοηθά το πεδίο διακλάδωσης, τότε ο κινητήρας ονομάζεται κινητήρας συνεχούς ρεύματος με αθροιστική σύνθεση. Από την άλλη πλευρά, εάν οι περιελίξεις είναι συνδεδεμένες έτσι ώστε τα δύο πεδία να είναι αντίθετα μεταξύ τους, τότε ο κινητήρας ονομάζεται κινητήρας διαφορικού σύνθετου βουρτσισμένου DC. Τα χαρακτηριστικά ταχύτητας του αθροιστικού σύνθετου βουρτσισμένου κινητήρα συνεχούς ρεύματος εντοπίζονται μεταξύ των χαρακτηριστικών ταχύτητας των κινητήρων συνεχούς ρεύματος με περιέλιξη διακλάδωσης και των κινητήρων συνεχούς ρεύματος με τυλιγμένο σε σειρά. Η αντίθετη σύνδεση των περιελίξεων (διαφορική σύνθεση) χρησιμοποιείται όταν είναι απαραίτητο να επιτευχθεί σταθερή ταχύτητα περιστροφής ή αύξηση της ταχύτητας περιστροφής με αυξανόμενο φορτίο. Έτσι, τα χαρακτηριστικά απόδοσης ενός σύνθετου τυλιγμένου κινητήρα συνεχούς ρεύματος είναι κοντά σε εκείνα ενός κινητήρα συνεχούς ρεύματος με διακλάδωση ή τυλιγμένη σειρά, ανάλογα με το ποια περιέλιξη πεδίου παίζει τον κύριο ρόλο.
Οι σύνθετοι βουρτσισμένοι κινητήρες συνεχούς ρεύματος έχουν τα χαρακτηριστικά απόδοσης των κινητήρων συνεχούς ρεύματος με διακλάδωση και τυλιγμένη σειρά. Διαθέτει υψηλή ροπή στρέψης σε χαμηλή ταχύτητα, καθώς και κινητήρα συνεχούς ρεύματος με τυλιγμένο σε σειρά βουρτσισμένο κινητήρα και καλό έλεγχο ταχύτητας, όπως ένας κινητήρας συνεχούς ρεύματος με τυλιγμένο βουρτσισμένο κινητήρα. Ο κινητήρας συνεχούς ρεύματος με βουρτσισμένο σύνθετο τραύμα είναι λιγότερο πιθανό, επειδή το ρεύμα διακλάδωσης θα πρέπει να μειωθεί στο μηδέν και η περιέλιξη του σειριακού πεδίου θα πρέπει να βραχυκυκλωθεί.

Το περιβάλλον στο οποίο θα χρησιμοποιηθεί ένας κινητήρας Brush DC διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στον κύκλο ζωής ενός κινητήρα Brush DC και άλλων ηλεκτρικών και ηλεκτρονικών συσκευών στο σύστημα. Τα ξηρά, ζεστά περιβάλλοντα μπορεί να αυξήσουν τη φθορά των βουρτσών και να επιταχύνουν τη βλάβη του μεταγωγέα και των ρουλεμάν, μειώνοντας τελικά τη διάρκεια ζωής του κινητήρα. Η λειτουργία του Brush DC Motor σε ψυχρότερο περιβάλλον, με εξωτερική ψύξη με εξαναγκασμένο αέρα, μπορεί να προκαλέσει καλύτερη απόδοση του Brush DC Motor. Ωστόσο, οι ακραίες πτώσεις της θερμοκρασίας μπορούν ενδεχομένως να αυξήσουν το ιξώδες των λιπαντικών Brush DC Motor, προκαλώντας τη λειτουργία του με υψηλότερο ρεύμα.

Τα ακόλουθα περιβαλλοντικά ζητήματα και ζητήματα ασφάλειας πρέπει να τηρούνται κατά τη διάρκεια όλων των φάσεων λειτουργίας, σέρβις και επισκευής ενός συστήματος κινητήρα DC Brush. Η μη συμμόρφωση με αυτές τις προφυλάξεις παραβιάζει τα πρότυπα ασφαλείας του σχεδιασμού, της κατασκευής και της προβλεπόμενης χρήσης του κινητήρα και του ελεγκτή DC Brush (εάν χρησιμοποιούνται επίσης). Λάβετε υπόψη ότι ακόμη και με έναν καλά κατασκευασμένο κινητήρα DC Brush, τα προϊόντα που λειτουργούν και εγκαθίστανται λανθασμένα μπορεί να είναι επικίνδυνα. Πρέπει να τηρούνται προφυλάξεις από τον χρήστη όσον αφορά το φορτίο και το περιβάλλον λειτουργίας. Ο πελάτης είναι τελικά υπεύθυνος για τη σωστή επιλογή, εγκατάσταση και λειτουργία του συστήματος Brush DC Motor.

Η ατμόσφαιρα στην οποία χρησιμοποιείται ένας κινητήρας DC Brush πρέπει να ευνοεί τις καλές γενικές πρακτικές ηλεκτρικού/ηλεκτρονικού εξοπλισμού. Μη λειτουργείτε το Brush DC Motor παρουσία εύφλεκτων αερίων, σκόνης, λαδιού, ατμού ή υγρασίας. Για χρήση σε εξωτερικούς χώρους, ο κινητήρας και ο ελεγκτής Brush DC πρέπει να προστατεύονται από τα στοιχεία με ένα κατάλληλο κάλυμμα, παρέχοντας παράλληλα επαρκή ροή αέρα και ψύξη. Η υγρασία μπορεί να προκαλέσει κίνδυνο ηλεκτροπληξίας και/ή να προκαλέσει βλάβη του συστήματος. Θα πρέπει να δοθεί η δέουσα προσοχή στην αποφυγή υγρών και ατμών κάθε είδους. Επικοινωνήστε με το εργοστάσιο εάν η εφαρμογή σας απαιτεί συγκεκριμένες αξιολογήσεις IP. Είναι συνετό να εγκαταστήσετε τον κινητήρα και τον ελεγκτή Brush DC σε περιβάλλον χωρίς συμπύκνωση, σκόνη, ηλεκτρικό θόρυβο, κραδασμούς και κραδασμούς.

Επιπλέον, είναι προτιμότερο να εργάζεστε με το σύστημα Brush DC Motor σε μη στατικό, προστατευτικό περιβάλλον. Το εκτεθειμένο κύκλωμα θα πρέπει πάντα να προστατεύεται σωστά και/ή να είναι κλειστό για να αποτρέπεται η μη εξουσιοδοτημένη ανθρώπινη επαφή με ηλεκτροφόρα κυκλώματα. Δεν πρέπει να εκτελείται καμία εργασία κατά την παροχή ρεύματος. Μην συνδέετε ή αποσυνδέετε τους συνδέσμους όταν το ρεύμα είναι ενεργοποιημένο. Περιμένετε τουλάχιστον 5 λεπτά προτού πραγματοποιήσετε εργασίες επιθεώρησης στο σύστημα Brush DC Motor και ελεγκτή μετά την απενεργοποίηση της τροφοδοσίας, γιατί ακόμη και μετά την απενεργοποίηση της τροφοδοσίας, θα παραμείνει λίγη ηλεκτρική ενέργεια στους πυκνωτές του εσωτερικού κυκλώματος του ελεγκτή .