Jaka jest zasada działania silnika prądu stałego?

Hej tam! Jako dostawca maszyn elektrycznych często jestem pytany o szczegóły działania różnych urządzeń elektrycznych. Często pojawiającym się pytaniem jest zasada działania silnika prądu stałego. Zatem zanurzmy się w to!

Po pierwsze, czym jest silnik prądu stałego? Silnik prądu stałego (DC) to urządzenie przetwarzające energię elektryczną na energię mechaniczną. Znajduje zastosowanie we wszelkiego rodzaju zastosowaniach, od małych zabawek po duże maszyny przemysłowe. Na przykład nasze maszyny takie jakElektryczna koparka kompaktowa,W pełni elektryczna minikoparka, IMinikoparka elektrycznawszystkie polegają na silnikach prądu stałego, aby wykonać zadanie.

Podstawowa zasada działania silnika prądu stałego opiera się na interakcji pomiędzy polami magnetycznymi i prądami elektrycznymi. Widzisz, kiedy prąd elektryczny przepływa przez przewodnik umieszczony w polu magnetycznym, na ten przewodnik wywierana jest siła. Nazywa się to siłą Lorentza i jest kluczem do działania silnika prądu stałego.

Rozłóżmy główne elementy silnika prądu stałego, aby lepiej to zrozumieć.

Elementy silnika prądu stałego

1. Stojan: Jest to stacjonarna część silnika. Zawiera magnesy trwałe lub uzwojenia wzbudzenia. Magnesy w stojanie wytwarzają stałe pole magnetyczne. W niektórych silnikach prądu stałego zamiast magnesów trwałych stosuje się uzwojenia wzbudzenia. Gdy przez te uzwojenia przepływa prąd elektryczny, wytwarzają one pole magnetyczne podobne do tego, które wytwarzają magnesy trwałe.

2. Wirnik: Wirnik jest obracającą się częścią silnika. Składa się z rdzenia, uzwojeń twornika i komutatora. Uzwojenia twornika są miejscem, w którym wpływa prąd elektryczny ze źródła zasilania. Gdy prąd przepływa przez te uzwojenia, stają się one elektromagnesami.

3. Komutator: Komutator to urządzenie z dzielonym pierścieniem, które jest przymocowane do wału wirnika. Jego głównym zadaniem jest odwrócenie kierunku prądu w uzwojeniach twornika w odpowiednim czasie. Jest to istotne, ponieważ zapewnia, że ​​silnik obraca się w tym samym kierunku.

4. Pędzle: Szczotki wykonane są z węgla lub grafitu i stykają się z komutatorem. Służą do dostarczania prądu elektrycznego ze źródła zasilania do uzwojeń twornika.

Zasada działania

Po włączeniu zasilania prądem stałym prąd przepływa przez szczotki do komutatora. Z komutatora prąd kierowany jest do uzwojeń twornika. Gdy prąd dotrze do uzwojeń twornika, tworzą one własne pola magnetyczne w wyniku przepływu elektronów.

Te pola magnetyczne z uzwojeń twornika oddziałują ze stałym polem magnetycznym stojana. Zgodnie z regułą lewej ręki (znaną również jako reguła lewej ręki Fleminga), gdy pola magnetyczne oddziałują, na przewodniki w uzwojeniach twornika wywierana jest siła. Siła ta powoduje, że wirnik zaczyna się obracać.

Rola komutatora jest tutaj niezwykle istotna. Gdy wirnik się obraca, komutator zmienia kierunek prądu w uzwojeniach twornika co pół obrotu. Ta zmiana kierunku prądu zapewnia, że ​​pole magnetyczne uzwojeń twornika zawsze oddziałuje z polem magnetycznym stojana w sposób, który utrzymuje wirnik w ciągłym, jednokierunkowym ruchu.

Pomyślmy o tym w bardziej praktyczny sposób. Wyobraź sobie, że pchasz huśtawkę. Jeśli będziesz naciskał w tym samym kierunku we właściwym czasie, huśtawka będzie się poruszać w tę i z powrotem. W silniku prądu stałego komutator przypomina osobę popychającą huśtawkę we właściwym czasie. Zapewnia, że ​​siła działająca na wirnik jest zawsze skierowana we właściwym kierunku, aby mógł się on obracać.

Rodzaje silników prądu stałego

Istnieje kilka różnych typów silników prądu stałego, każdy z własnymi unikalnymi cechami i zastosowaniami.

1. Silniki prądu stałego z magnesami trwałymi (PMDC): Silniki te wykorzystują magnesy trwałe w stojanie. Są stosunkowo proste w konstrukcji i często są używane w małych zastosowaniach, takich jak zabawki i małe urządzenia gospodarstwa domowego. Ponieważ nie wymagają uzwojeń wzbudzenia, w niektórych przypadkach są bardziej energooszczędne.

2. Seria - Uzwojone silniki prądu stałego: W silniku prądu stałego z uzwojeniem szeregowym uzwojenia wzbudzenia są połączone szeregowo z uzwojeniami twornika. Silniki te charakteryzują się wysokim momentem rozruchowym, co czyni je odpowiednimi do zastosowań, w których do uruchomienia maszyny wymagana jest duża siła, np. w pociągach elektrycznych i niektórych ciężkich urządzeniach przemysłowych.

3. Bocznik – uzwojone silniki prądu stałego: Silniki bocznikowe mają uzwojenia wzbudzenia połączone równolegle z uzwojeniami twornika. Oferują stosunkowo stałą prędkość i są stosowane w zastosowaniach, w których wymagana jest stabilna prędkość, takich jak przenośniki taśmowe i niektóre obrabiarki.

4. Mieszane - uzwojone silniki prądu stałego: Jak sama nazwa wskazuje, silniki uzwojone związkowo łączą w sobie cechy silników uzwojonych szeregowo i bocznikowo. Mają zarówno uzwojenia szeregowe, jak i bocznikowe. Silniki te zapewniają dobrą równowagę pomiędzy momentem rozruchowym a regulacją prędkości i są stosowane w takich zastosowaniach, jak windy i prasy drukarskie.

Zalety silników prądu stałego

Silniki prądu stałego mają kilka zalet, które czynią je popularnymi w różnych gałęziach przemysłu.

• Kontrola prędkości: Jedną z największych zalet silników prądu stałego jest to, że można łatwo kontrolować ich prędkość. Dostosowując napięcie przyłożone do silnika, można zwiększyć lub zmniejszyć jego prędkość. Dzięki temu idealnie nadają się do zastosowań, w których wymagana jest zmienna prędkość.

• Wysoki moment rozruchowy: Jak widzieliśmy wcześniej, niektóre typy silników prądu stałego, np. silniki uzwojone szeregowo, mają wysoki moment rozruchowy. Oznacza to, że mogą z łatwością uruchamiać duże obciążenia, co jest bardzo przydatne w zastosowaniach przemysłowych.

• Prosta instalacja i konserwacja: Silniki prądu stałego mają stosunkowo prostą konstrukcję, co ułatwia ich instalację i konserwację. W wielu przypadkach nie wymagają skomplikowanych układów sterowania, a ich elementy można łatwo wymienić w przypadku awarii.

Nasze maszyny elektryczne i silniki prądu stałego

W naszej firmie rozumiemy znaczenie wysokiej jakości silników prądu stałego w naszych maszynach elektrycznych. TheElektryczna koparka kompaktowana przykład potrzebuje silnika, który może zapewnić wystarczającą moc, aby kopać w twardej glebie i przenosić duże obciążenia. Nasze silniki prądu stałego zostały zaprojektowane tak, aby spełniać te wymagania, zapewniając wysoką wydajność i niezawodność.

TheW pełni elektryczna minikoparkaopiera się również na precyzyjnej pracy silników prądu stałego. Jego mniejszy rozmiar nie oznacza, że ​​nie może wykonywać dużych zadań, a nasze silniki zapewniają, że może działać równie efektywnie jak większe maszyny.

IMinikoparka elektrycznaidealnie nadaje się do małych projektów budowlanych i kształtowania krajobrazu. Silniki prądu stałego w tej maszynie zostały starannie dobrane, aby zapewnić właściwą równowagę mocy i prędkości dla tego typu zadań.

Wniosek

Więc masz to! Zasada działania silnika prądu stałego opiera się na oddziaływaniu pól magnetycznych i prądów elektrycznych. Od podstawowych elementów, takich jak stojan, wirnik, komutator i szczotki, po sposób odwracania prądu w celu utrzymania silnika w ruchu – każda część odgrywa kluczową rolę.

Jeśli szukasz wysokiej jakości maszyn elektrycznych wyposażonych w najwyższej klasy silniki prądu stałego, jesteśmy tu, aby Ci pomóc. Niezależnie od tego, czy pracujesz nad dużym projektem budowlanym, czy też nad architekturą krajobrazu na małą skalę, naszeElektryczna koparka kompaktowa,W pełni elektryczna minikoparka, IMinikoparka elektrycznazostały zaprojektowane tak, aby spełniać Twoje potrzeby. Nie wahaj się i porozmawiaj o tym, jak nasze produkty mogą pasować do Twoich projektów.

Referencje

• Chapman, SJ (2004). Podstawy maszyn elektrycznych. McGraw-Wzgórze.
• Fitzgerald, AE, Kingsley, C. i Umans, SD (2003). Maszyny elektryczne. McGraw-Wzgórze.