Τι είναι ένας κινητήρας συνεχούς ρεύματος;

  Ένα κινητήρας DC (Συνεχούς Ρεύματος) είναι ένας ηλεκτρομηχανικός μετατροπέας που μετατρέπει την ηλεκτρική ενέργεια σε συνεχές ρεύμα σε μηχανική ενέργεια. Οι κινητήρες DC χρησιμοποιούνται ευρέως σε συστήματα με απαιτούμενες δυνατότητες ταχύτητας, εκκίνησης και διακοπής. Οι κινητήρες DC μπορούν να ελέγχουν την ταχύτητα και την κατεύθυνση της κίνησης και να παρέχουν ακριβή έλεγχο ταχύτητας και θέσης, καθιστώντας τους ευρέως χρησιμοποιούμενους και απαραίτητους σε πολλά συστήματα.

Αρχή Λειτουργίας ενός Κινητήρα DC

 Η αρχή λειτουργίας των κινητήρων DC βασίζεται στην ηλεκτρομαγνητική επαγωγή. Οι περιελίξεις του οπλισμού και του στάτη δημιουργούν ένα μαγνητικό πεδίο όταν το ρεύμα ρέει μέσα από αυτές - το οποίο εκτείνεται μέχρι να αλληλεπιδράσει με τον μόνιμο μαγνήτη ή την περιέλιξη πεδίου (διέγερση). Το μαγνητικό πεδίο στη συνέχεια παράγει μια ροπή που περιστρέφει τον ρότορα.  Η κατεύθυνση περιστροφής καθορίζεται και από τις δύο - την κατεύθυνση του ρεύματος και του μαγνητικού πεδίου. Ένας κινητήρας DC αλλάζει την κατεύθυνση της ροής του ρεύματος μέσω ενός μεταγωγέα και ψήκτρων, επιτρέποντάς του να περιστρέφεται συνεχώς ενώ αλλάζει την κατεύθυνση της ροής του ρεύματος.

Τύποι Κινητήρων DC

Κινητήρας DC με Ψήκτρες

  Ο πιο κοινός τύπος κινητήρα DC είναι ο κινητήρας DC με ψήκτρες. Αυτός ο κινητήρας χρησιμοποιεί ψήκτρες και έναν μεταγωγέα για να αλλάξει την κατεύθυνση της ροής του ρεύματος για να επιτρέψει στον ρότορα να περιστρέφεται συνεχώς. Είναι απλός και φθηνός, αλλά η τριβή των ψήκτρων με τον μεταγωγέα κάνει αυτή την ποικιλία να απαιτεί περισσότερη συντήρηση.

Κινητήρας DC χωρίς Ψήκτρες (BLDC)

  Οι κινητήρες DC χωρίς ψήκτρες αποφεύγουν τις ψήκτρες και τους μεταγωγείς χρησιμοποιώντας ηλεκτρονική μεταγωγή που μειώνει την τριβή, βελτιώνει την απόδοση και βελτιώνει τη μακροχρόνια χρήση. Οι κινητήρες χωρίς ψήκτρες είναι πολύ αποδοτικά σχέδια και χρησιμοποιούνται σε πολλές εφαρμογές ακριβείας, όπως έλικες drone ή ηλεκτρικά οχήματα.

Σειριακός Κινητήρας DC

  Στους σειριακούς κινητήρες DC, η περιέλιξη πεδίου και η περιέλιξη οπλισμού είναι σε σειρά. Προορίζονται για εφαρμογές όπου απαιτείται υψηλή ροπή εκκίνησης, για παράδειγμα, ανυψωτικά ή ανελκυστήρες.

Παράλληλος Κινητήρας DC

  Σε έναν παράλληλο κινητήρα DC, οι περιελίξεις οπλισμού και οι περιελίξεις πεδίου είναι σε παράλληλη καλωδίωση. Οι παράλληλοι κινητήρες χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές που απαιτούν σταθερή ή σταθερή ταχύτητα, για παράδειγμα, ανεμιστήρες ή ηλεκτρικά εργαλεία.

Πλεονεκτήματα των Κινητήρων DC

Απλός Έλεγχος Ταχύτητας

Οι εφαρμογές μεταβλητής ταχύτητας λειτουργούν καλά με κινητήρες DC - ελέγχονται απλά μεταβάλλοντας την τάση εισόδου ή το ρεύμα εισόδου.

Υψηλή Ροπή Εκκίνησης

Για εφαρμογές με βαριά φορτία, οι κινητήρες DC μπορούν να παρέχουν υψηλή ροπή εκκίνησης.

Γρήγορη Απόκριση

Οι κινητήρες DC επιτρέπουν γρήγορη επιτάχυνση και επιβράδυνση επειδή ανταποκρίνονται γρήγορα στο ηλεκτρικό ρεύμα.

Ακριβής Έλεγχος

Οι κινητήρες DC επιτρέπουν απλό έλεγχο ταχύτητας και θέσης σε πολλά συστήματα, παρέχοντας έλεγχο υψηλής ακρίβειας.

Μειονεκτήματα των Κινητήρων DC

Προγραμματισμένη Συντήρηση

Οι κινητήρες DC με ψήκτρες απαιτούν προγραμματισμένη συντήρηση για την αντικατάσταση των ψήκτρων και τον καθαρισμό της επιφάνειας του μεταγωγέα, πράγμα που σημαίνει επιπλέον εργασίες συντήρησης.

Αναποτελεσματικότητα

Οι κινητήρες DC με ψήκτρες είναι λιγότερο αποδοτικοί από τους κινητήρες χωρίς ψήκτρες λόγω των απωλειών τριβής που δημιουργούνται από τις ψήκτρες.

Θόρυβος και Δόνηση

Οι κινητήρες DC με ψήκτρες μπορεί να δημιουργήσουν θόρυβο και δόνηση από την τριβή των ψήκτρων που τρίβονται στην επιφάνεια του μεταγωγέα.

Χρήσεις των Κινητήρων DC

Ηλεκτρικά Εργαλεία

Οι κινητήρες DC χρησιμοποιούνται ευρέως σε ηλεκτρικά εργαλεία, μηχανήματα διάτρησης, κατσαβίδια και λειαντήρες, επειδή οι κινητήρες DC παρέχουν αποτελεσματική κίνηση.

Ηλεκτρικά Οχήματα

Οι κινητήρες DC χωρίς ψήκτρες είναι νέες τεχνολογίες σε ηλεκτρικά οχήματα όπως ηλεκτρικά ποδήλατα, σκούτερ και ηλεκτρικά αυτοκίνητα, επειδή έχουν ομαλή και ήσυχη λειτουργία.

Αυτοματοποιημένα Συστήματα

Οι κινητήρες DC χρησιμοποιούνται σε αυτοματοποιημένα συστήματα. Παραδείγματα είναι ρομπότ, συστήματα μεταφοράς και συστήματα ελέγχου ακριβείας κ.λπ.

Οικιακές Συσκευές

Οι οικιακές συσκευές χρησιμοποιούν επίσης κινητήρες DC όπως ηλεκτρικές σκούπες, ανεμιστήρες και πλυντήρια ρούχων, λόγω της λογικής ενεργειακής τους απόδοσης και της δυνατότητας ελέγχου.

Το Μέλλον των Κινητήρων DC

  Καθώς τα ηλεκτρικά οχήματα, η έξυπνη κατασκευή και η αυτοματοποίηση συνεχίζουν να αναπτύσσονται, οι εφαρμογές των κινητήρων DC θα αυξηθούν. Τελικά, καθώς η τεχνολογία για τους κινητήρες DC χωρίς ψήκτρες προχωρά, θα είναι διαθέσιμοι πιο αποδοτικοί και μακροχρόνιοι κινητήρες σε χαμηλότερο κόστος. Στο μέλλον, οι κινητήρες DC θα συνεχίσουν να αποτελούν αναπόσπαστο μέρος τόσο των βιομηχανικών όσο και των καταναλωτικών προϊόντων.