موتورالکتریکی دی‌سی با جاروبک

موتور الکتریکی دی‌سی با جاروبک الگو:انگلیسی از درون یک موتور الکتریکی کموتاتوری‌شده (دگرسوشده) طراحی شده‌است تا از منبع توان جریان مستقیم حرکت کند. موتورهای با جاروبک نخستین کاربرد تجاری مهم توان الکتریکی برای راه‌اندازی انرژی مکانیکی بودند و سیستم‌های توزیع دی‌سی برای بیش از ۱۰۰ سال برای کار موتورها در ساختمان‌های تجاری و صنعتی مورد استفاده قرار گرفتند. با تغییر ولتاژ کار یا شدت میدان مغناطیسی، موتورهای DC با جاروبک می‌توانند سرعت متغیر داشته باشند. بسته به اتصال میدان به منبع تغذیه، می‌توان سرعت و خصوصیات گشتاور یک موتور با جاروبک را تغییر داد تا سرعت پایدار یا سرعت وارون متناسب با بار مکانیکی فراهم شود. موتورهای با جاروبک هم‌چنان برای پیشرانه‌های برقی، جرثقیل‌ها، ماشین‌های کاغذسازی و آسیاب‌های نورد فولاد به کار می‌روند. از آن‌جا که جاروبک‌ها از بین می‌روند و نیاز به تعویض دارند، موتورهای DC بدون جاروبک با استفاده از وسایل الکترونیکی قدرت، جانشین موتورهای با جاروبک از بسیاری از کاربردها کرده‌اند.

موتور دی‌سی دو قطبی ساده

گرافیک‌های زیر یک موتور DC ساده، دو قطبی، با جاروبک، را نشان می‌دهد.

موتورهای الکتریکی در اندازه‌های مختلف

داخل موتور مینیاتور DC همان‌طور که در یک اسباب بازی یافت می‌شود.

گشتاور و سرعت یک موتور دی‌سی

مشخصات و سرعت گشتاور موتور دی‌سی با توجه به سه منبع مغناطیس متفاوت، میدان تحریک جداگانه، میدان خودتحریک یا میدان دایمی، که به صورت انتخابی برای کنترل موتور بر روی محدوده بار مکانیکی استفاده می‌شود، متفاوت است. موتورهای میدان خودتحریک می‌توانند سری، موازی یا مرکب باشند که به آرمیچر متصل هستند.

خصوصیات اساسی

تعریف کردن

• الگو:ریاضی، القا شده یا ضد ایی‌ام‌اف (V)
• الگو:ریاضی جریان آرمیچر (A)
• الگو:ریاضی، ثابت ضد ایی‌ام‌اف
• الگو:ریاضی، ثابت سرعت
• الگو:ریاضی، ثابت گشتاور
• الگو:ریاضی، فرکانس آرمیچر (دور بر دقیقه)
• الگو:ریاضی، مقاومت موتور (Ω)
• الگو:ریاضی، گشتاور موتور (Nm)
• الگو:ریاضی، ولتاژ ورودی موتور (V)
• الگو:ریاضی، کل شار ماشین (Wb)
• ضریب کارتر (k_C) پارامتری است که غالباً به عنوان روشی برای تخمین گام مؤثر شیار در آرمیچر یک موتور با شیارهای باز (یا نیمه محصور) استفاده می‌شود.

معادله ضد ایی‌ام‌اف

ضد ایی‌ام‌اف موتور DC متناسب با حاصل تمام توان شارژ دستگاه و سرعت آرمیچر است:

الگو:ریاضی

معادله ولتاژ تعادل

ولتاژ ورودی موتور DC باید بر ضد ایی‌ام‌اف و همچنین افت ولتاژ ایجاد شده توسط جریان آرماتور دوسر مقاومت موتور، یعنی ترکیب مقاومت دوسر جاروبک، سیم پیچ آرمیچر و سیم‌پیچ میدان سری، در صورت وجود غلبه کند:

الگو:ریاضی

معادله گشتاور

گشتاور موتور DC متناسب با حاصل جریان آرمیچر و قدرت کلی شار دستگاه است:

$\begin{array}{cc}T& =\frac{1}{2\pi }{k}_b{I}_a\mathrm{\Phi }\\ & =k_T{I}_a\mathrm{\Phi }\end{array}$

که

الگو:ریاضی

معادله سرعت

از آنجا که

الگو:ریاضی and

الگو:ریاضی

ما داریم

$\begin{array}{cc}n& =\frac{V_m-R_m{I}_a}{k_b\mathrm{\Phi }}\\ & =k_n\frac{V_m-R_m{I}_a}{\mathrm{\Phi }}\end{array}$

که

الگو:ریاضی

جستارهای وابسته

• جریان متناوب
• موتور بدون جاروبک دی‌سی

کتاب‌شناسی

• Alger, P. L. (1949). "§7-277 to §7-287 'AC Commutator Motors' in Sec. 7 - Alternating-Current Generators and Motors". In Knowlton, A.E. (ed.). Standard Handbook for Electrical Engineers (8th ed.). McGraw-Hill. pp. ۸۲۶–۸۳۱.
• Hameyer, Kay (2001). "§5.2 'Basic Equations' in section 5 - DC Machine". Electrical Machine I: Basics, Design, Function, Operation. RWTH Aachen University Institute of Electrical Machines.
• Lynn, C. (1949). "§8-144 to §8-165 'Motor Characteristics and Regulation' in Sec. 8 - Direct-Current Generators and Motors". In Knowlton, A.E. (ed.). Standard Handbook for Electrical Engineers (8th ed.). McGraw-Hill. pp. ۸۲۶–۸۳۱.
• MIT CIPD (2009). "Understanding D.C. Motor Characteristics". Designing with D.C. Motors. MIT, Mech. Engineering, CIPD. Retrieved 2008-12-11.

پیوند به بیرون

• نحوه کار موتورهای الکتریکی (برگرفته از بایگانی وب در ۲۰۱۴/۳۱/۰۱)