DC motor proti enosmernemu generatorju
Osnovna notranja zgradba enosmernega motorja in enosmernega generatorja je enaka in deluje na Faradayeve zakone indukcije. Vendar se način delovanja enosmernega motorja razlikuje od načina delovanja enosmernih generatorjev. Ta članek podrobneje preučuje strukturo enosmernega motorja in generatorja ter kako delujeta in na koncu poudarja razliko med enosmernim motorjem in generatorjem.
Več o DC generatorju
Generatorji imajo dve komponenti navitij; ena je armatura, ki z elektromagnetno indukcijo proizvaja elektriko, druga pa komponenta polja, ki ustvarja statično magnetno polje. Ko se armatura premakne glede na polje, se zaradi spremembe toka okoli njega sproži tok. Tok je znan kot inducirani tok, napetost, ki ga poganja, pa elektromotorna sila. Ponavljajoče se relativno gibanje, potrebno za ta postopek, dobimo z vrtenjem ene komponente glede na drugo. Vrtljivi del se imenuje rotor, mirujoči del pa stator. Rotor je zasnovan kot armatura, poljska komponenta 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.
Nekoliko sprememba konfiguracije kontaktnih sponk armature omogoča izhod, ki ne spremeni polarnosti. Tak generator je znan kot enosmerni generator. Komutator, dodatna komponenta, dodana kontaktom armature, zagotavlja, da se polarnost toka v vezju spreminja vsake pol cikla armature.
Izhodna napetost armature postane sinusoidna valovna oblika zaradi ponavljajoče se spremembe polarnosti polja glede na armaturo. Komutator omogoča zamenjavo kontaktnih sponk armature na zunanji tokokrog. Na kontaktne sponke armature so pritrjene ščetke, drsni obročki pa se uporabljajo za vzdrževanje električne povezave med armaturo in zunanjim vezjem. Ko se spremeni polarnost toka armature, se temu prepreči s spreminjanjem stika z drugim drsnim obročem, ki omogoča toku v isti smeri.
Zato je tok skozi zunanji tokokrog tok, ki s časom ne spremeni polarnosti, od tod tudi ime enosmerni tok. Tok se sicer spreminja v času, vendar se šteje za impulze. Da bi preprečili to valovanje, je treba izvesti regulacijo napetosti in toka.
Več o DC motorju
Glavni deli enosmernega motorja so podobni generatorju. Rotor je komponenta, ki se vrti, stator pa je komponenta, ki miruje. Oba imata navitja tuljave za ustvarjanje magnetnega polja, odbijanje magnetnega polja pa povzroči premikanje rotorja. Tok se rotorju dovaja skozi drsne obroče ali pa se uporabljajo trajni magneti. Kinetična energija rotorja, ki se dovaja na gred, priključeno na rotor, in ustvarjeni navor delujeta kot pogonska sila stroja.
V uporabi sta dve vrsti enosmernih motorjev, to sta elektromotor z brušenim enosmernim tokom in enosmerni motor brez krtačk. Temeljno fizikalno načelo delovanja enosmernih generatorjev in enosmernih motorjev je enako.
V krtačenih motorjih se ščetke uporabljajo za vzdrževanje električne povezave z navitjem rotorja, notranja komutacija pa spreminja polaritete elektromagneta, da ohrani rotacijsko gibanje. V enosmernih motorjih se kot stator uporabljajo trajni ali elektro magneti. 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 polov. Pri majhnih motorjih je lahko število tuljav do šest, medtem ko je pri velikih motorjih do 300. Vse tuljave so povezane zaporedno in vsak spoj je povezan s kolektorsko palico. Vse tuljave pod stebri prispevajo k ustvarjanju navora.
Pri majhnih enosmernih motorjih je število navitij majhno, kot stator pa se uporabljata dva trajna magneta. Če je potreben večji navor, se poveča število navitij in moč magneta.
Druga vrsta so brezkrtačni motorji, ki imajo trajne magnete, ko sta rotor in elektromagneti nameščeni v rotorju. Močni tranzistor se polni in poganja elektromagnete.
Kakšna je razlika med enosmernim motorjem in enosmernim generatorjem?
• Osnovna notranja zgradba motorja in generatorja je enaka in deluje po Faradayevih zakonih indukcije.
• Generator ima mehanski vhod energije in daje enosmerni izhod, medtem ko ima motor vhod enosmernega toka in mehanski izhod.
• Oba uporabljata komutacijski mehanizem. Enosmerni motorji uporabljajo komutatorje za spreminjanje polarnosti magnetnega polja, medtem ko jih enosmerni generator uporablja za preprečevanje učinka polarizacije in pretvorbo izhoda iz armature v enosmerni signal.
• Te lahko štejemo za isto napravo, ki deluje na dva različna načina.
