الکتروموتور DC

موتورهای DC یکی از قدیمی‌ترین و پرکاربردترین انواع موتورهای الکتریکی هستند که با جریان مستقیم کار می‌کنند و انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل می‌نمایند. این موتورها به دلیل سادگی در کنترل سرعت و گشتاور، همچنان در بسیاری از کاربردهای صنعتی و خانگی مورد استفاده قرار می‌گیرند. عملکرد موتورهای DC بر اساس قانون نیروی الکترومغناطیسی است؛ به این صورت که وقتی جریان الکتریکی از طریق سیم‌پیچ‌های آرمیچر عبور می‌کند، در تعامل با میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط آهنرباها (دائم یا الکتریکی) نیرویی به وجود می‌آید که سبب چرخش روتور می‌شود.

یکی از مزایای مهم موتورهای DC، توانایی کنترل سرعت آن‌ها به‌صورت نرم و دقیق است. این کنترل می‌تواند از طریق تغییر ولتاژ ورودی، تغییر مقدار جریان میدان مغناطیسی، یا به‌کارگیری مدارات کنترلی انجام شود. برخلاف موتورهای AC که برای تنظیم سرعت نیاز به اینورترها یا درایورهای پیچیده دارند، در موتورهای DC این کار با مدارات ساده‌تری انجام می‌شود. همچنین، این موتورها می‌توانند به سرعت به تغییرات بار واکنش نشان دهند و به همین دلیل در کاربردهایی مانند خودروهای برقی، رباتیک، ابزارهای صنعتی و حتی برخی از لوازم خانگی مانند مخلوط‌کن‌ها و دریل‌های برقی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

با این حال، موتورهای DC نیز معایبی دارند. در مدل‌های کلاسیک دارای جاروبک (Brush)، اصطکاک بین جاروبک‌ها و کموتاتور باعث استهلاک و نیاز به تعمیر و نگهداری دوره‌ای می‌شود. به همین دلیل، امروزه در بسیاری از کاربردها از موتورهای DC بدون جاروبک (BLDC) استفاده می‌شود که دارای بازده بالاتر، نویز کمتر و عمر طولانی‌تری هستند.

طرز کار موتورهای DC

موتورهای DC بر اساس اصل نیروی الکترومغناطیسی کار می‌کنند. وقتی جریان مستقیم (DC) از طریق سیم‌پیچ‌های آرمیچر عبور می‌کند، در اثر تعامل با میدان مغناطیسی تولید شده توسط آهنرباها (دائم یا الکتریکی)، نیرویی ایجاد می‌شود که باعث چرخش روتور (آرمیچر) می‌شود. وقتی ولتاژ DC به موتور اعمال می‌شود، جریان الکتریکی از طریق جاروبک‌ها (در مدل‌های براش‌دار) به کموتاتور و سپس به سیم‌پیچ‌های آرمیچر منتقل می‌شود. با عبور جریان از سیم‌پیچ‌ها، یک میدان مغناطیسی در اطراف آرمیچر شکل می‌گیرد.

این میدان با میدان مغناطیسی استاتور (که توسط آهنرباهای دائمی یا سیم‌پیچ‌های استاتور ایجاد شده است) تعامل می‌کند. طبق قانون دست راست فلمنگ، نیرویی به آرمیچر وارد می‌شود که آن را به حرکت در می‌آورد. این نیرو به دلیل اختلاف جهت میدان مغناطیسی آرمیچر و استاتور ایجاد می‌شود. کموتاتور به همراه جاروبک‌ها وظیفه تغییر جهت جریان در سیم‌پیچ‌های آرمیچر را بر عهده دارند. با هر نیم‌دور چرخش، قطبیت جریان در سیم‌پیچ‌ها تغییر می‌کند تا جهت نیروی مغناطیسی همواره در راستای چرخش باقی بماند. این فرآیند باعث تداوم حرکت چرخشی موتور می‌شود.

سرعت موتور را می‌توان با تغییر ولتاژ اعمالی یا تغییر مقدار جریان میدان مغناطیسی کنترل کرد. همچنین، افزایش جریان باعث افزایش گشتاور تولیدی می‌شود که در کاربردهای نیازمند توان بالا، مانند خودروهای برقی، بسیار مهم است. تا زمانی که جریان برق برقرار باشد، این فرآیند ادامه دارد و موتور DC به چرخش خود ادامه می‌دهد.

باید در نظر داشت که در موتورهای براش‌لس (BLDC)، کموتاتور و جاروبک‌ها حذف شده‌اند و تغییر قطبیت جریان از طریق مدارات الکترونیکی انجام می‌شود که باعث افزایش بازده و کاهش استهلاک می‌شود.

انواع موتورهای DC

موتورهای DC انواع مختلفی دارند که بر اساس نحوه سیم‌پیچی، نحوه عملکرد و وجود یا عدم وجود جاروبک‌ها دسته‌بندی می‌شوند. در ادامه، به چند نوع آن میپردازیم:

1- موتور DC سری : در این نوع، سیم‌پیچ میدان و آرمیچر به‌صورت سری به هم متصل شده‌اند. گشتاور راه‌اندازی بالا است (مناسب برای کاربردهایی که به قدرت زیاد در لحظه راه‌اندازی نیاز دارند) و سرعت آن به بار متصل‌شده بستگی دارد.

2- موتور DC شنت: در این مدل، سیم‌پیچ میدان به‌صورت موازی (شنت) با آرمیچر قرار دارد. سرعت تقریباً ثابت دارد، حتی در شرایط تغییر بار همچنین در مقایسه با موتورهای ای سی گشتاور کمتری دارد.

3- موتور DC کمپوند: ترکیبی از موتورهای سری و شنت است که سیم‌پیچ میدان آن دارای دو بخش است (یکی به‌صورت سری و دیگری به‌صورت شنت). ، ویژگی این موتورها داشتن گشتور بالا و کنترل سرعت مناسب است.

خرید الکتروموتور DC

هنگام خرید موتور الکتریکی DC باید به نکاتی توجه داشت. برای مثال توان خروجی مورد نیاز، ولتاژ مطاب با منبع تغذیه و سرعت مطلوب از موارد است که باید در اولویت قرار گیرد. همچنین برای چرخش بارهای سنگین نیاز به گشتاور بالا میباشد که قبل از خرید موتور باید از تامین شدن این نیرو مطمئن بود. سایز شفت ، بازده موتور و چرخه نگهداری آن هم از دیگر موارد مهم قبل از خرید الکتروموتور میباشد.

بازدیدها: 0