DC motor proti enosmernemu generatorju
Osnovna notranja zgradba enosmernega motorja in enosmernega generatorja sta enaka in delujeta po Faradayevem zakonu indukcije. Vendar se način delovanja enosmernega motorja razlikuje od načina delovanja operaterjev enosmernega generatorja. Ta članek podrobneje obravnava zgradbo enosmernega motorja in generatorja ter kako oba delujeta in na koncu poudarja razliko med enosmernim motorjem in generatorjem.
Več o DC generatorju
Generatorji imajo dve komponenti navitja; ena je armatura, ki ustvarja elektriko z elektromagnetno indukcijo, druga pa je komponenta polja, ki ustvarja statično magnetno polje. Ko se armatura premakne glede na polje, se zaradi spremembe toka okoli nje inducira tok. Tok je znan kot inducirani tok, napetost, ki ga poganja, pa je znana kot elektromotorna sila. Ponavljajoče se relativno gibanje, potrebno za ta proces, se doseže z vrtenjem ene komponente glede na drugo. Rotacijski del imenujemo rotor, mirujoči del pa stator. Rotor je zasnovan kot armatura, komponenta polja pa je stator. Ko se rotor premika, se tok spreminja z relativnim položajem rotorja in statorja, kjer se magnetni tok, pritrjen na armaturo, postopoma spreminja in spreminja polarnost.
Rahla sprememba v konfiguraciji kontaktnih sponk armature omogoča izhod, ki ne spremeni polarnosti. Takšen generator je znan kot generator enosmernega toka. Komutator, dodatna komponenta, dodana kontaktom armature, zagotavlja, da se polarnost toka v tokokrogu spremeni vsakih pol cikla armature.
Izhodna napetost armature postane sinusna valovna oblika zaradi ponavljajoče se spremembe polarnosti polja glede na armaturo. Komutator omogoča spremembo kontaktnih sponk armature na zunanji tokokrog. Krtače so pritrjene na kontaktne sponke armature, drsni obroči pa se uporabljajo za ohranjanje električne povezave med armaturo in zunanjim vezjem. Ko se polarnost armaturnega toka spremeni, se temu izogne sprememba kontakta z drugim drsnim obročem, kar omogoči, da tok teče v isto smer.
Zato je tok skozi zunanji tokokrog tok, ki s časom ne spreminja polarnosti, od tod tudi ime enosmerni tok. Tok se časovno spreminja, vendar ga vidimo kot impulze. Da bi preprečili te učinke valovanja, je treba izvesti regulacijo napetosti in toka.
Več o enosmernem motorju
Glavni deli enosmernega motorja so podobni generatorju. Rotor je sestavni del, ki se vrti, stator pa je sestavni del, ki miruje. Oba imata navitje tuljave za ustvarjanje magnetnega polja, odboj magnetnega polja pa povzroči premikanje rotorja. Tok se rotorju prenaša preko drsnih obročev ali pa se uporabljajo trajni magneti. Kinetična energija rotorja, ki se prenaša na gred, ki je povezana z rotorjem, in ustvarjeni navor delujeta kot gonilna sila strojev.
Uporabljata se dve vrsti enosmernih motorjev, in sicer brušeni enosmerni elektromotor in brezkrtačni enosmerni elektromotor. Osnovno fizikalno načelo delovanja generatorjev enosmernega toka in motorjev enosmernega toka je enako.
Pri krtačenih motorjih se ščetke uporabljajo za vzdrževanje električne povezave z navitjem rotorja, notranja komutacija pa spremeni polarnosti elektromagneta, da ohrani rotacijsko gibanje. V enosmernih motorjih se kot statorji uporabljajo trajni ali elektromagneti. V praktičnem enosmernem motorju je navitje armature sestavljeno iz številnih tuljav v režah, od katerih se vsaka razteza za 1/p površine rotorja za p poli. Pri majhnih motorjih je lahko število tuljav samo šest, pri velikih motorjih pa celo 300. Tuljave so vse zaporedno povezane, vsak spoj pa je povezan s komutatorjem. Vse tuljave pod poli prispevajo k proizvodnji navora.
Pri majhnih enosmernih motorjih je število navitij majhno, kot stator pa sta uporabljena dva trajna magneta. Ko je potreben višji navor, se število navitij in moč magneta povečata.
Drugi tip so brezkrtačni motorji, ki imajo kot rotor trajne magnete in elektromagnete, ki so nameščeni v rotorju. Tranzistor velike moči napolni in poganja elektromagnete.
Kakšna je razlika med enosmernim motorjem in enosmernim generatorjem?
• Osnovna notranja zgradba motorja in generatorja sta enaka in delujeta po Faradayevem zakonu indukcije.
• Generator ima vhod mehanske energije in oddaja izhod enosmernega toka, medtem ko ima motor vhod enosmernega toka in mehanski izhod.
• Oba uporabljata komutatorski mehanizem. Motorji na enosmerni tok uporabljajo komutatorje za spreminjanje polarnosti magnetnega polja, medtem ko jih generator enosmernega toka uporablja za preprečevanje učinka polarizacije in pretvorbo izhoda iz armature v enosmerni signal.
• Te je mogoče obravnavati kot isto napravo, ki deluje na dva različna načina.
