DC-moottori vs. DC-generaattori
DC-moottorin ja DC-generaattorin sisäinen perusrakenne on sama ja toimii Faradayn induktiolakien mukaisesti. DC-moottorin toiminta on kuitenkin erilainen kuin DC-generaattoreiden operaattorit. Tässä artikkelissa tarkastellaan tarkemmin tasavirtamoottorin ja generaattorin rakennetta ja miten molemmat toimivat ja lopuksi korostetaan tasavirtamoottorin ja generaattorin välinen ero.
Lisätietoja DC-generaattorista
Generaattoreissa on kaksi käämikomponenttia; yksi on ankkuri, joka tuottaa sähköä sähkömagneettisen induktion kautta, ja toinen on kenttäkomponentti, joka luo staattisen magneettikentän. Kun ankkuri liikkuu suhteessa kenttään, virta syntyy sen ympärillä tapahtuvan vuonmuutoksen vuoksi. Virta tunnetaan indusoituna virtana ja sitä käyttävä jännite tunnetaan sähkömoottorina. Tätä prosessia varten tarvittava toistuva suhteellinen liike saadaan pyörittämällä yhtä komponenttia suhteessa toiseen. Pyörivää osaa kutsutaan roottoriksi ja paikallaan olevaa osaa staattoriksi. Roottori on suunniteltu ankkuriksi, ja kenttäkomponentti on staattori. Roottorin liikkuessa virtaus vaihtelee roottorin ja staattorin suhteellisen asennon mukaan,missä ankkuriin kiinnitetty magneettivuo vaihtelee vähitellen ja muuttaa napaisuutta.
Pieni muutos ankkurin kosketinliittimien kokoonpanossa sallii lähdön, joka ei muuta napaisuutta. Tällainen generaattori tunnetaan DC-generaattorina. Kommutaattori, lisäkomponentti, joka lisätään ankkurikontakteihin, varmistaa, että virran napaisuus virtapiirissä muuttuu ankkuri puolen jakson välein.
Ankkurin lähtöjännitteestä tulee sinimuotoinen aaltomuoto johtuen kentän napaisuuden toistuvasta muutoksesta ankkuriin nähden. Kommutaattori sallii ankkurin koskettimien vaihdon ulkoiseen piiriin. Harjat on kiinnitetty ankkurin koskettimiin ja liukurenkaita käytetään pitämään sähköliitäntä ankkurin ja ulkoisen piirin välillä. Kun ankkurivirran napaisuus muuttuu, sitä vastakkain muutetaan kosketusta toisen liukurenkaan kanssa, jolloin virta virtaa samaan suuntaan.
Siksi ulkoisen piirin läpi kulkeva virta on virta, joka ei muuta napaisuutta ajan myötä, joten nimi tasavirta. Nykyinen aika vaihtelee kuitenkin pulsseina. Tämän pulssiefektin torjumiseksi on tehtävä jännite ja virtasäätö.
Lisätietoja DC-moottorista
DC-moottorin pääosat ovat samanlaisia kuin generaattori. Roottori on komponentti, joka pyörii, ja staattori on kiinteä komponentti. Molemmissa on kelakäämit magneettikentän luomiseksi ja magneettikentän karkottaminen saa roottorin liikkumaan. Virta toimitetaan roottoriin liukurenkaiden kautta tai käytetään kestomagneetteja. Roottoriin kytkettyyn akseliin syötetyn roottorin kineettinen energia ja syntyvä vääntömomentti toimivat koneen liikkeellepanevana voimana.
DC-moottoreita on käytössä kahta tyyppiä, ja ne ovat harjattu tasavirtamoottori ja harjaton tasavirtamoottori. Tasavirta-generaattoreiden ja tasavirtamoottoreiden toiminnan fyysinen perusperiaate on sama.
Harjattuissa moottoreissa harjoja käytetään ylläpitämään sähköistä yhteyttä roottorin käämitykseen, ja sisäinen kommutointi muuttaa sähkömagneetin polariteetteja pyörimisliikkeen pitämiseksi yllä. Tasamoottoreissa staattoreina käytetään kesto- tai sähkömagneetteja. Käytännöllisessä tasavirtamoottorissa ankkurikäämi koostuu useista keloista kouruissa, joista kukin ulottuu 1 / p: n roottorin alueelle p-pylväille. Pienissä moottoreissa kelojen lukumäärä voi olla jopa kuusi, kun taas suurissa moottoreissa se voi olla jopa 300. Käämit on kytketty sarjaan ja kukin liitos on kytketty kommutaattoriin. Kaikki napojen alla olevat kelat vaikuttavat vääntömomentin tuottamiseen.
Pienissä tasavirtamoottoreissa käämien määrä on pieni, ja staattorina käytetään kahta kestomagneettia. Kun tarvitaan suurempaa vääntömomenttia, käämien lukumäärä ja magneetin vahvuus kasvavat.
Toinen tyyppi on harjattomat moottorit, joissa on kestomagneetit, kun roottori ja sähkömagneetit ovat roottorissa. Suuritehoinen transistori latautuu ja ajaa sähkömagneetteja.
Mitä eroa on DC-moottorilla ja DC-generaattorilla?
• Moottorin ja generaattorin sisäinen perusrakenne on sama ja toimii Faradayn induktiolakien mukaisesti.
• Generaattorilla on mekaaninen energiansyöttö ja se antaa tasavirtalähdön, kun moottorissa on tasavirta ja mekaaninen lähtö.
• Molemmat käyttävät kommutaattorimekanismia. DC-moottorit käyttävät kommutaattoreita muuttamaan magneettikentän napaisuutta, kun taas DC-generaattori käyttää niitä polarisaation vaikutuksen torjuntaan ja kääntämään ankkuri lähdön DC-signaaliksi.
• Näitä voidaan pitää samana laitteena, jota käytetään kahdella eri tavalla.
