DC motor verzus DC generátor
Základná vnútorná štruktúra jednosmerného motora a jednosmerného generátora sú rovnaké a fungujú na základe Faradayových zákonov indukcie. Spôsob, akým funguje jednosmerný motor, sa však líši od spôsobu obsluhy generátora jednosmerného prúdu. Tento článok sa bližšie zaoberá štruktúrou jednosmerného motora a generátora a ich fungovania a nakoniec zdôrazňuje rozdiel medzi jednosmerným motorom a generátorom.
Viac o DC Generator
Generátory majú dva komponenty vinutia; jednou je armatúra, ktorá generuje elektrinu prostredníctvom elektromagnetickej indukcie, a druhou je zložka poľa, ktorá vytvára statické magnetické pole. Keď sa kotva pohybuje vzhľadom na pole, v dôsledku zmeny toku okolo nej sa indukuje prúd. Prúd je známy ako indukovaný prúd a napätie, ktoré ho poháňa, je známe ako elektromotorická sila. Opakovaný relatívny pohyb potrebný pre tento proces sa získa otáčaním jedného komponentu voči druhému. Rotujúca časť sa nazýva rotor a stacionárna časť sa nazýva stator. Rotor je navrhnutý ako kotva a komponent poľa je stator. Keď sa rotor pohybuje, tok sa mení v závislosti od relatívnej polohy rotora a statora, kde sa magnetický tok pripojený k kotve postupne mení a mení polaritu.
Mierna zmena v konfigurácii kontaktných svoriek kotvy umožňuje výstup, ktorý nemení polaritu. Takýto generátor je známy ako DC generátor. Komutátor, prídavný komponent pridaný ku kontaktom kotvy, zaisťuje, že polarita prúdu v obvode sa mení každú polovicu cyklu kotvy.
Výstupné napätie kotvy sa stáva sínusovým priebehom v dôsledku opakovanej zmeny polarity poľa vzhľadom na kotvu. Komutátor umožňuje zmenu kontaktných svoriek kotvy na vonkajší obvod. Kefy sú pripevnené ku kontaktným svorkám kotvy a zberné krúžky sa používajú na udržanie elektrického spojenia medzi kotvou a vonkajším obvodom. Keď sa zmení polarita prúdu kotvy, vyrovná sa to zmenou kontaktu s druhým zberným krúžkom, čo umožňuje prúdenie prúdu v rovnakom smere.
Preto je prúd cez vonkajší obvod prúd, ktorý časom nemení polaritu, preto sa nazýva jednosmerný prúd. Prúd sa mení v čase, ale vníma sa ako impulzy. Aby sa zabránilo tomuto efektu zvlnenia, musí sa vykonať regulácia napätia a prúdu.
Viac o jednosmernom motore
Hlavné časti jednosmerného motora sú podobné generátoru. Rotor je komponent, ktorý sa otáča, a stator je komponent, ktorý je stacionárny. Obidva majú vinutie cievky na vytvorenie magnetického poľa a odpudzovanie magnetického poľa vytvára pohyb rotora. Prúd je privádzaný do rotora cez zberacie krúžky alebo sú použité permanentné magnety. Kinetická energia rotora dodávaná na hriadeľ spojený s rotorom a generovaný krútiaci moment pôsobia ako hnacia sila strojového zariadenia.
Používajú sa dva typy jednosmerných motorov, a to elektromotor s kartáčovým jednosmerným prúdom a bezuhlíkový elektromotor s jednosmerným prúdom. Základný fyzikálny princíp fungovania jednosmerných generátorov a jednosmerných motorov je rovnaký.
V motoroch s kefou sa kefy používajú na udržanie elektrického spojenia s vinutím rotora a vnútorná komutácia mení polaritu elektromagnetu, aby sa udržal rotačný pohyb. V jednosmerných motoroch sa ako statory používajú permanentné alebo elektromagnety. V praktickom jednosmernom motore pozostáva vinutie kotvy z množstva cievok v drážkach, z ktorých každá sa rozprestiera na 1/p plochy rotora pre p póly. V malých motoroch môže byť počet cievok len šesť, zatiaľ čo vo veľkých motoroch môže byť až 300. Všetky cievky sú zapojené do série a každý spoj je pripojený k tyči komutátora. Všetky cievky pod pólmi prispievajú k produkcii krútiaceho momentu.
V malých jednosmerných motoroch je počet vinutí nízky a ako stator sa používajú dva permanentné magnety. Keď je potrebný vyšší krútiaci moment, zvýši sa počet vinutí a sila magnetu.
Druhým typom sú bezkomutátorové motory, ktoré majú permanentné magnety, keďže rotor a elektromagnety sú umiestnené v rotore. Vysokovýkonný tranzistor sa nabíja a poháňa elektromagnety.
Aký je rozdiel medzi jednosmerným motorom a jednosmerným generátorom?
• Základná vnútorná štruktúra motora a generátora je rovnaká a funguje na základe Faradayových zákonov indukcie.
• Generátor má vstup mechanickej energie a poskytuje výstup jednosmerného prúdu, zatiaľ čo motor má vstup jednosmerného prúdu a mechanický výstup.
• Obidva využívajú mechanizmus komutátora. Jednosmerné motory používajú komutátory na zmenu polarity magnetického poľa, zatiaľ čo generátor jednosmerného prúdu ich používa na potlačenie účinku polarizácie a na premenu výstupu z kotvy na jednosmerný signál.
• Možno ich považovať za rovnaké zariadenie ovládané dvoma rôznymi spôsobmi.
