Wat is een DC-MOTOR: basisprincipes, typen en zijn werking

Probeer Ons Instrument Voor Het Oplossen Van Problemen





Bijna elke mechanische ontwikkeling die we om ons heen zien, wordt bereikt door een elektromotor. Elektrische machines zijn een methode om energie om te zetten. Motoren nemen elektrische energie op en produceren mechanische energie. Elektromotoren worden gebruikt om honderden apparaten van stroom te voorzien die we in het dagelijks leven gebruiken. Elektromotoren worden grofweg ingedeeld in twee verschillende categorieën: gelijkstroom (DC) motor en wisselstroom (AC) motor. In dit artikel gaan we de DC-motor en zijn werking bespreken. En ook hoe een versnelling DC-motoren werken.

Wat is een DC-motor?

NAAR DC-motor is een elektromotor die op gelijkstroom werkt. Bij een elektromotor is de werking afhankelijk van eenvoudig elektromagnetisme. Een stroomvoerende geleider wekt een magnetisch veld op, wanneer dit vervolgens in een extern magnetisch veld wordt geplaatst, zal het een kracht ondervinden die evenredig is met de stroom in de geleider en met de sterkte van het externe magnetische veld. Het is een apparaat dat elektrische energie omzet in mechanische energie. Het werkt op het feit dat een stroomvoerende geleider die in een magnetisch veld is geplaatst een kracht ervaart die ervoor zorgt dat deze draait ten opzichte van zijn oorspronkelijke positie. Praktische DC-motor bestaat uit veldwikkelingen om de magnetische flux en het anker te leveren dat als geleider fungeert.




Borstelloze gelijkstroommotor

Borstelloze gelijkstroommotor

De input van een borstelloze DC-motor is stroom / spanning en de output is koppel. Het begrijpen van de werking van de DC-motor is heel eenvoudig uit een basisschema dat hieronder wordt weergegeven. DC-motor bestaat in feite uit twee hoofdonderdelen. Het roterende deel wordt de rotor genoemd en het stationaire deel wordt ook wel de stator genoemd. De rotor draait ten opzichte van de stator.



De rotor bestaat uit windingen, de windingen zijn elektrisch verbonden met de commutator. De geometrie van de borstels, commutatorcontacten en rotorwikkelingen is zodanig dat wanneer stroom wordt toegevoerd, de polariteiten van de bekrachtigde wikkeling en de statormagneten niet goed uitgelijnd zijn en de rotor zal draaien totdat deze bijna recht is gemaakt met de veldmagneten van de stator.

Als de rotor uitgelijnd is, gaan de borstels naar de volgende commutatorcontacten en activeren ze de volgende wikkeling. De rotatie keert de richting van de stroom door de rotorwikkeling om, waardoor het magnetische veld van de rotor wordt omgedraaid, waardoor het blijft draaien.

Bouw van DC-motor

De constructie van de DC-motor wordt hieronder weergegeven. Het is erg belangrijk om het ontwerp te kennen voordat u weet dat het werkt. De essentiële onderdelen van deze motor zijn zowel anker als stator.


DC-MOTOR

DC-MOTOR

De ankerspoel is het roterende deel, terwijl het stationaire deel de stator is. Hierin is de ankerspoel verbonden met de gelijkstroomvoeding die zowel de borstels als de commutatoren omvat. De belangrijkste functie van de commutator is om de AC naar DC om te zetten die in het anker wordt geïnduceerd. De stroom kan worden geleverd door de borstel van het roterende deel van de motor naar de inactieve externe belasting te gebruiken. De opstelling van het anker kan worden gedaan tussen de twee polen van de elektromagneet of permanent.

DC-motoronderdelen

In DC-motoren zijn er verschillende populaire ontwerpen van motoren die beschikbaar zijn, zoals een borstelloze, permanente magneet, serie, samengestelde wikkeling, shunt, anders gestabiliseerde shunt. Over het algemeen zijn de onderdelen van de gelijkstroommotor hetzelfde in deze populaire ontwerpen, maar de hele werking hiervan is hetzelfde. De belangrijkste onderdelen van de DC-motor zijn de volgende.

Stator

Een stationair onderdeel zoals een stator is een van de onderdelen in DC-motordelen die de veldwikkelingen bevatten. De belangrijkste functie hiervan is om de voorraad te krijgen.

Rotor

De rotor is het dynamische deel van de motor dat wordt gebruikt om de mechanische omwentelingen van de eenheid te creëren.

Borstels

Borstels met een commutator werken voornamelijk als een brug om het stationaire elektrische circuit naar de rotor te fixeren.

Commutator

Het is een splitring die is ontworpen met koperen segmenten. Het is ook een van de meest essentiële onderdelen van een gelijkstroommotor.

Veldwikkelingen

Deze wikkelingen zijn gemaakt met veldspoelen die bekend staan ​​als koperdraden. Deze windingen omcirkelen ongeveer de sleuven die door de poolschoenen worden gedragen.

Ankerwikkelingen

De constructie van deze wikkelingen in de DC-motor is twee soorten, zoals Lap & Wave.

Juk

Een magnetisch frame zoals een juk is soms ontworpen met gietijzer of staal. Het werkt als een bewaker.

Palen

Palen in de motor bevatten twee hoofdonderdelen, zoals de poolkern en poolschoenen. Deze essentiële onderdelen zijn met elkaar verbonden door middel van hydraulische kracht en zijn verbonden met het juk.

Tanden / sleuf

De niet-geleidende sleufvoeringen worden vaak tussen de sleufwanden geklemd, evenals spoelen voor veiligheid vanaf nul, mechanische ondersteuning en extra elektrische isolatie. Het magnetische materiaal tussen de sleuven wordt tanden genoemd.

Motorhuis

De behuizing van de motor ondersteunt de borstels, de lagers en de ijzeren kern.

Werkend principe

Een elektrische machine die wordt gebruikt om de energie van elektrisch naar mechanisch om te zetten, staat bekend als een DC-motor. De Werkingsprincipe van de DC-motor is dat wanneer een stroomvoerende geleider zich in het magnetische veld bevindt, deze een mechanische kracht ervaart. Deze krachtrichting kan worden bepaald aan de hand van Flemming's linkerhandregel en de omvang ervan.

Als de eerste vinger wordt uitgestrekt, staan ​​de tweede vinger en de duim van de linkerhand verticaal ten opzichte van elkaar en de primaire vinger geeft de richting van het magnetische veld aan, de volgende vinger geeft de huidige richting aan en de derde vingerachtige duim geeft de krachtrichting die wordt ervaren door de geleider.

F = BIL Newton

Waar,

‘B’ is de magnetische fluxdichtheid,

‘Ik’ is actueel

‘L’ is de lengte van de geleider in het magnetische veld.

Telkens wanneer een ankerwikkeling wordt gegeven in de richting van een DC-voeding, zal de stroomstroom binnen de wikkeling worden opgezet. Veldwikkeling of permanente magneten zorgen voor het magnetische veld. Armatuurgeleiders zullen dus een kracht ondervinden vanwege het magnetische veld op basis van het bovengenoemde principe.
De commutator is ontworpen als secties om een ​​unidirectioneel koppel te bereiken, anders zou het krachtpad elke keer zijn omgekeerd zodra de weg van de beweging van de geleider binnen het magnetische veld wordt omgedraaid. Dit is dus het werkingsprincipe van de DC-motor.

Soorten DC-motoren

De verschillende soorten gelijkstroommotoren worden hieronder besproken.

Aangepaste DC-motoren

Motorreductoren hebben de neiging om de snelheid van de motor te verlagen, maar met een overeenkomstige toename van het koppel. Deze eigenschap is handig, omdat gelijkstroommotoren kunnen draaien met snelheden die veel te snel zijn om door een elektronisch apparaat te worden gebruikt. Motorreductoren bestaan ​​gewoonlijk uit een DC-borstelmotor en een tandwielkast die aan de as is bevestigd. Motoren onderscheiden zich door twee onderling verbonden eenheden. Het heeft veel toepassingen vanwege de ontwerpkosten, vermindert de complexiteit en bouwtoepassingen zoals industriële apparatuur, actuatoren, medische hulpmiddelen en robotica.

  • Geen goede robot kan ooit worden gebouwd zonder versnellingen. Alles bij elkaar genomen, is een goed begrip van de invloed van tandwielen op parameters zoals koppel en snelheid erg belangrijk.
  • Tandwielen werken volgens het principe van mechanisch voordeel. Dit houdt in dat we door onderscheidende tandwieldiameters te gebruiken, kunnen wisselen tussen rotatiesnelheid en koppel. Robots hebben geen gewenste snelheid / koppelverhouding.
  • In robotica is koppel beter dan snelheid. Met versnellingen is het mogelijk om de hoge snelheid uit te wisselen met een beter koppel. De toename van het koppel is omgekeerd evenredig met de afname van het toerental.
Aangepaste DC-motoren

Aangepaste DC-motoren

Snelheidsreductie in DC-motorreductor

Snelheidsreductie in versnellingen bestaat uit een kleine versnelling die een grotere versnelling aandrijft. Er kunnen maar weinig sets van deze reductietandwielen in een reductiekast zitten.

Snelheidsreductie in gelijkstroommotor met tandwieloverbrenging

Snelheidsreductie in gelijkstroommotor met tandwieloverbrenging

Soms is het doel van het gebruik van een tandwielmotor om de rotatiesnelheid van een motor in het aangedreven apparaat te verminderen, bijvoorbeeld in een kleine elektrische klok waar de kleine synchrone motor met 1200 tpm draait, maar wordt verlaagd tot één tpm om te rijden de secondewijzer en verder verlaagd in het uurwerkmechanisme om de minuten- en uurwijzers aan te sturen. Hier is de hoeveelheid aandrijfkracht niet relevant, zolang deze maar voldoende is om de wrijvingseffecten van het klokmechanisme te overwinnen.

Serie gelijkstroommotor

Een seriemotor is een DC-seriemotor waarbij de veldwikkeling intern in serie is verbonden met de ankerwikkeling. De seriemotor levert een hoog startkoppel, maar mag nooit zonder belasting draaien en kan zeer grote asbelastingen verplaatsen wanneer deze voor het eerst wordt bekrachtigd. Seriemotoren zijn ook bekend als een in serie gewikkelde motor.

In seriemotoren zijn de veldwikkelingen in serie verbonden met het anker. De veldsterkte varieert met progressies in ankerstroom. Op het moment dat zijn snelheid wordt verminderd door een belasting, levert de seriemotor een meer uitstekend koppel op. Het startkoppel is meer dan verschillende soorten DC-motoren.

Het kan ook gemakkelijker de warmte uitstralen die in de wikkeling is opgebouwd door een grote hoeveelheid stroom die wordt geleid. Zijn snelheid verschuift aanzienlijk tussen vollast en nullast. Wanneer de belasting wordt verwijderd, neemt het motortoerental toe en neemt de stroom door de anker- en veldspoelen af. Het onbeladen gebruik van grote machines is gevaarlijk.

Motor-serie

Motor-serie

De stroom door de anker- en veldspoelen neemt af, de sterkte van de fluxlijnen eromheen wordt zwakker. Als de sterkte van de fluxlijnen rond de spoelen met dezelfde snelheid zou worden verminderd als de stroom die erdoorheen stroomt, zouden beide met dezelfde snelheid afnemen

waardoor het motortoerental toeneemt.

Voordelen

De voordelen van een seriemotor zijn onder meer de volgende.

  • Enorm startkoppel
  • Eenvoudige constructie
  • Ontwerpen is eenvoudig
  • Onderhoud is eenvoudig
  • Kostenefficiënt

Toepassingen

Seriemotoren kunnen een enorm draaikracht produceren, het koppel vanuit de stationaire toestand. Deze eigenschap maakt seriemotoren geschikt voor kleine elektrische apparaten, veelzijdige elektrische apparatuur en etc. Serie-motoren zijn niet geschikt wanneer een constant toerental nodig is. De reden is dat de snelheid van seriemotoren sterk varieert met wisselende belastingen.

Shuntmotor

Shuntmotoren zijn shunt-gelijkstroommotoren, waarbij de veldwikkelingen worden geshunt naar of parallel zijn verbonden met de ankerwikkeling van de motor. De shunt-gelijkstroommotor wordt vaak gebruikt vanwege de beste snelheidsregeling. Ook daarom worden zowel de ankerwikkeling als de veldwikkelingen aangeboden aan dezelfde voedingsspanning, maar er zijn discrete takken voor de stroom van de ankerstroom en de veldstroom.

Een shuntmotor heeft enigszins onderscheidende werkeigenschappen dan een seriemotor. Omdat de shuntveldspoel is gemaakt van fijne draad, kan deze geen grote stroom produceren om te starten zoals het serieveld. Dit houdt in dat de shuntmotor een extreem laag startkoppel heeft, waardoor de asbelasting vrij laag moet zijn.

Shuntmotor

Shuntmotor

Als er spanning op de shuntmotor staat, vloeit er een zeer lage hoeveelheid stroom door de shuntspoel. Het anker voor de shuntmotor is vergelijkbaar met de seriemotor en zal stroom trekken om een ​​sterk magnetisch veld te produceren. Door de interactie van het magnetische veld rond het anker en het veld dat rond het shuntveld wordt geproduceerd, begint de motor te draaien.

Net als de seriemotor, wanneer het anker begint te draaien, produceert het terug EMF. De achter-EMF zorgt ervoor dat de stroom in het anker tot een zeer klein niveau begint af te nemen. De hoeveelheid stroom die het anker zal trekken, is direct gerelateerd aan de grootte van de belasting wanneer de motor op volle toeren draait. Omdat de belasting over het algemeen klein is, zal de ankerstroom klein zijn.

Voordelen

De voordelen van een shuntmotor zijn onder meer de volgende.

  • Eenvoudige besturingsprestaties, resulterend in een hoge mate van flexibiliteit voor het oplossen van complexe aandrijfproblemen
  • Hoge beschikbaarheid, dus minimale service-inspanning
  • Hoge mate van elektromagnetische compatibiliteit
  • Zeer rustige loop, daardoor lage mechanische belasting van het totale systeem en hoge dynamische besturingsprocessen
  • Groot regelbereik en lage toerentallen, daardoor universeel inzetbaar

Toepassingen

Shunt-gelijkstroommotoren zijn zeer geschikt voor riemaangedreven toepassingen. Deze motor met constant toerental wordt gebruikt in industriële en automobieltoepassingen zoals werktuigmachines en opwikkel- / afwikkelmachines waar een grote koppelnauwkeurigheid vereist is.

DC-samengestelde motoren

Samengestelde gelijkstroommotoren hebben een afzonderlijk aangeslagen shuntveld dat een uitstekend startkoppel heeft, maar het ondervindt problemen binnen toepassingen met variabele snelheid. Het veld in deze motoren kan in serie worden geschakeld via het anker, evenals een shuntveld dat afzonderlijk wordt aangeslagen. Het serieveld geeft een superieur startkoppel, terwijl het shuntveld een verbeterde snelheidsregeling geeft. Maar het serieveld veroorzaakt besturingsproblemen binnen de toepassingen van frequentieregelaars en wordt normaal gesproken niet gebruikt in vierkwadrantaandrijvingen.

Afzonderlijk opgewonden

Zoals de naam al doet vermoeden, worden de veldwikkelingen anders spoelen bekrachtigd via een aparte gelijkstroombron. Het unieke van deze motoren is dat de ankerstroom niet door de veldwikkelingen heen wordt gevoerd, omdat de veldwikkeling wordt versterkt door een aparte externe gelijkstroombron. De koppelvergelijking van de DC-motor is Tg = Ka φ Ia, in dit geval wordt het koppel veranderd door het veranderen van de gevraagde flux ‘φ’ en onafhankelijk van de ‘Ia’ ankerstroom.

Zelf opgewonden

Zoals de naam al doet vermoeden, kan bij dit type motor de stroom in de wikkelingen worden geleverd via de motor, anders de machine zelf. Verder is deze motor gescheiden in de serie gewonden en shuntgewonden motor.

DC-motor met permanente magneet

De PMDC- of DC-motor met permanente magneet bevat een ankerwikkeling. Deze motoren zijn ontworpen met permanente magneten door ze aan de binnenrand van de statorkern te plaatsen voor het genereren van de veldflux. Aan de andere kant bevat de rotor een conventioneel DC-anker inclusief borstels en commutatorsegmenten.

In een DC-motor met permanente magneet kan het magnetische veld worden gevormd door een permanente magneet. De ingangsstroom wordt dus niet gebruikt voor excitatie die wordt gebruikt in airconditioners, ruitenwissers, auto-starters, enz.

DC-motor aansluiten op microcontroller

Microcontrollers kunnen de motoren niet rechtstreeks aansturen. We hebben dus een soort driver nodig om de snelheid en richting van motoren te regelen. De motordrivers werken als interface-apparaten tussen microcontrollers en motoren ​Motordrivers werken als stroomversterkers omdat ze een stuursignaal met lage stroom opnemen en een hoog stroomsignaal afgeven. Dit hoge stroomsignaal wordt gebruikt om de motoren aan te drijven. Het gebruik van de L293D-chip is een gemakkelijke manier om de motor te besturen met behulp van een microcontroller. Het bevat intern twee H-brug-stuurcircuits.

Deze chip is ontworpen om twee motoren aan te sturen. L293D heeft twee sets met opstellingen waarbij 1 set input 1, input 2, output1, output 2 heeft, met inschakelpin terwijl een andere set input 3, input 4, output 3, output 4 met een andere activeringspin heeft. Hier is een video gerelateerd aan L293D

Hier is een voorbeeld van een gelijkstroommotor die is aangesloten op de L293D-microcontroller.

Gelijkstroommotor gekoppeld aan L293D-microcontroller

Gelijkstroommotor gekoppeld aan L293D-microcontroller

L293D heeft twee sets met opstellingen waarbij een set ingang 1, ingang 2, uitgang 1 en uitgang 2 heeft en een andere set ingang 3, ingang 4, uitgang 3 en uitgang 4 heeft, volgens het bovenstaande diagram,

  • Als pin 2 en 7 hoog zijn, zijn pin 3 en 6 ook hoog. Als activering 1 en pin nummer 2 hoog zijn, laat pin nummer 7 zo laag, dan draait de motor in voorwaartse richting.
  • Als activering 1 en pin nummer 7 hoog zijn en pin nummer 2 zo laag blijft, draait de motor in de omgekeerde richting.

Tegenwoordig worden gelijkstroommotoren nog steeds in veel toepassingen aangetroffen, zo klein als speelgoed en diskdrives of in grote afmetingen om staalwalserijen en papiermachines te bedienen.

Vergelijkingen van gelijkstroommotoren

De omvang van de ervaren flux is

F = BlI

Waar, B- Fluxdichtheid als gevolg van flux geproduceerd door veldwikkelingen

l- Actieve lengte van de geleider

I-stroom gaat door de geleider

Terwijl de geleider roteert, wordt een EMF geïnduceerd die in een richting werkt die tegengesteld is aan de geleverde spanning. Het wordt gegeven als

formule

Waar, Ø- Fluz vanwege de veldwikkelingen

P- Aantal polen

A-A constante

N - Snelheid van de motor

Z- Aantal geleiders

De voedingsspanning, V = Eb+ IknaarRnaar

Het ontwikkelde koppel is

Formule 1Het koppel is dus recht evenredig met de ankerstroom.

Ook varieert de snelheid met de ankerstroom, dus indirect zijn koppel en snelheid van een motor afhankelijk van elkaar.

Voor een DC-shuntmotor blijft het toerental vrijwel constant, zelfs als het koppel toeneemt van nullast naar vollast.

Voor een DC-seriemotor neemt het toerental af naarmate het koppel toeneemt van onbelast naar vollast.

Het koppel kan dus worden geregeld door de snelheid te variëren. Snelheidsregeling wordt bereikt door ofwel

  • Flux veranderen door de stroom door veldwikkeling te regelen - Flux Control-methode. Door deze methode wordt de snelheid geregeld boven de nominale snelheid.
  • Anker-spanningsregeling - Biedt snelheidsregeling onder de normale snelheid.
  • Voedingsspanningsregeling - Biedt snelheidsregeling in beide richtingen.

4 Kwadrantwerking

Over het algemeen kan een motor in 4 verschillende regio's werken. De vierkwadrantwerking van gelijkstroommotor omvat het volgende.

  • Als motor voorwaarts of met de klok mee.
  • Als generator in voorwaartse richting.
  • Als motor in omgekeerde richting of tegen de klok in.
  • Als generator in omgekeerde richting.
4 Kwadrantwerking van DC-motor

4 Kwadrantwerking van DC-motor

  • In het eerste kwadrant drijft de motor de last met zowel het toerental als het koppel in positieve richting aan.
  • In het tweede kwadrant keert de koppelrichting om en werkt de motor als generator
  • In het derde kwadrant drijft de motor de belasting met snelheid en koppel in negatieve richting aan.
  • In de 4thkwadrant, de motor werkt als een generator in omgekeerde modus.
  • In het eerste en derde kwadrant werkt de motor zowel vooruit als achteruit. Bijvoorbeeld motoren in kranen om de last op te tillen en ook weer neer te zetten.

In het tweede en vierde kwadrant fungeert de motor als een generator in respectievelijk voorwaartse en achterwaartse richting en levert hij energie terug aan de stroombron. Dus de manier om een ​​motorwerking te besturen, om deze in een van de 4 kwadranten te laten werken, is door de snelheid en draairichting te regelen.

De snelheid wordt geregeld door de ankerspanning te variëren of door het veld te verzwakken. De koppelrichting of draairichting wordt geregeld door de mate waarin de aangelegde spanning groter of kleiner is dan de back-emf te variëren.

Veelvoorkomende fouten in DC-motoren

Het is belangrijk om de storingen en fouten van de motor te kennen en te begrijpen om voor elk geval de meest geschikte veiligheidsvoorzieningen te beschrijven. Er zijn drie soorten motorstoringen, zoals mechanisch, elektrisch en mechanisch, die uitgroeien tot elektrisch. De meest voorkomende storingen zijn de volgende:

  • Uitval van isolatie
  • Oververhitting
  • Overbelasting
  • Falen van lager
  • Trillingen
  • Vergrendelde rotor
  • Verkeerde uitlijning van de as
  • Achteruit rennen
  • Onbalans van fase

De meest voorkomende fouten die optreden bij AC-motoren, evenals bij DC-motoren, zijn onder meer de volgende.

  • Als de motor niet correct is gemonteerd
  • Als de motor is geblokkeerd door vuil
  • Als de motor water bevat
  • Als de motor oververhit raakt

12 V DC-motor

Een 12v DC-motor is niet duur, klein en krachtig en wordt in verschillende toepassingen gebruikt. Het selecteren van de geschikte DC-motor voor een bepaalde toepassing is een uitdagende taak, dus het is zeer essentieel om via het exacte bedrijf te werken. Het beste voorbeeld van deze motoren is METMotors, omdat ze al meer dan 45 jaar PMDC-motoren (permanent magnet DC) van hoge kwaliteit maken.

Hoe de juiste motor selecteren?

De selectie van een 12v-gelijkstroommotor kan heel gemakkelijk worden gedaan via METmotors, omdat de professionals van dit bedrijf eerst uw juiste toepassing bestuderen en daarna tal van kenmerken en specificaties overwegen om ervoor te zorgen dat u het best mogelijke product krijgt.
De bedrijfsspanning is een van de kenmerken van deze motor.

Zodra een motor door batterijen wordt aangedreven, worden normaal gesproken lage bedrijfsspanningen gekozen, omdat er minder cellen nodig zijn om de specifieke spanning te krijgen. Maar bij hoge spanningen is het aandrijven van een gelijkstroommotor normaal gesproken efficiënter. Ook al is de werking ervan haalbaar met 1,5 volt dat oploopt tot 100V. De meest gebruikte motoren zijn de 6v, 12v & 24v. Andere belangrijke specificaties van deze motor zijn snelheid, bedrijfsstroom, vermogen en koppel.

De 12V DC-motoren zijn perfect voor verschillende toepassingen door middel van een DC-voeding die zowel een draaimoment als een hoge start vereist. Deze motoren werken met minder snelheden in vergelijking met andere motorspanningen.
De kenmerken van deze motor variëren voornamelijk op basis van het productiebedrijf en de toepassing.

  • Het motortoerental is 350 tpm tot 5000 tpm
  • Het nominale koppel van deze motor varieert van 1,1 tot 12,0 in-lbs
  • Het uitgangsvermogen van deze motor varieert van 01 pk tot 21 pk
  • Framematen zijn 60 mm, 80 mm, 108 mm
  • Vervangbare borstels
  • De typische levensduur van een penseel is 2000+ uur

Terug EMF in DC-motor

Zodra de stroomvoerende geleider in een magnetisch veld is gerangschikt, zal het koppel over de geleider induceren en zal het koppel de geleider roteren die de flux van het magnetische veld doorsnijdt. Gebaseerd op het fenomeen van elektromagnetische inductie zodra de geleider het magnetische veld doorsnijdt en vervolgens een EMF in de geleider induceert.

De geïnduceerde EMF-richting kan worden bepaald via de rechterhandregel van Flemming. Volgens deze regel, als we onze duimnagel, wijs- en middelvinger vastgrijpen met een hoek van 90 °, zal de wijsvinger daarna de weg van het magnetische veld aangeven. Hier vertegenwoordigt de duimvinger de manier van bewegen van de geleider en geeft de middelvinger de geïnduceerde EMF over de geleider aan.

Door Flemming's rechterhandregel toe te passen, kunnen we opmerken dat de geïnduceerde emf-richting omgekeerd is ten opzichte van de toegepaste spanning. Dus de emf wordt de back-emf of tegen-emf genoemd. De ontwikkeling van back-emf kan in serie worden gedaan door de aangelegde spanning, maar omgekeerd in de richting, dat wil zeggen dat de back-emf bestand is tegen de stroom van stroom die deze veroorzaakt.

De grootte van de back-emf kan worden gegeven door een vergelijkbare uitdrukking als de volgende.

Eb = NP ϕZ / 60A

Waar

‘Eb’ is de door de motor geïnduceerde EMF genaamd Back EMF

‘A’ is het nee. van parallelle banen door het anker onder de borstels met omgekeerde polariteit

‘P’ is het nee. van palen

‘N’ is de snelheid

‘Z’ is het hele aantal geleiders in het anker

‘Φ’ is een nuttige flux voor elke pool.

In het bovenstaande circuit is de back-emf-magnitude altijd laag in vergelijking met de aangelegde spanning. De ongelijkheid tussen de twee is bijna gelijk als de gelijkstroommotor onder normale omstandigheden werkt. De stroom zal op de gelijkstroommotor worden geïnduceerd vanwege de hoofdvoeding. De relatie tussen de hoofdvoeding, tegen-EMF en ankerstroom kan worden uitgedrukt als Eb = V - IaRa.

Toepassing om de werking van DC-motoren in 4 kwadranten te regelen

Controle van de werking van de DC-motor in 4 kwadranten kan worden bereikt met behulp van een microcontroller die is gekoppeld met 7 schakelaars.

4 Kwadrantcontrole

4 Kwadrantcontrole

Zaak 1: Wanneer de start- en rechtsdraaiende schakelaar wordt ingedrukt, geeft de logica in de microcontroller een output van logisch laag naar pin 7 en logisch hoog naar pin2, waardoor de motor rechtsom draait en in de 1 werkt.stkwadrant. De snelheid van de motor kan worden gevarieerd door op de PWM-schakelaar te drukken, waardoor pulsen van verschillende duur worden toegevoerd aan de activeringspen van het stuur-IC, waardoor de aangelegde spanning wordt gevarieerd.

Geval 2: Wanneer de voorwaartse rem wordt ingedrukt, past de logica van Microcontroller logisch laag toe op pin 7 en logisch hoog op pin 2 en heeft de motor de neiging om in zijn omgekeerde richting te werken, waardoor hij onmiddellijk stopt.

Op dezelfde manier zorgt het indrukken van de schakelaar tegen de klok in ervoor dat de motor in omgekeerde richting beweegt, d.w.z. werkt in de 3rdkwadrant en als u op de achteruitremschakelaar drukt, stopt de motor onmiddellijk.

Dus door de juiste programmering van de microcontroller en via schakelaars, kan de motorwerking in elke richting worden bestuurd.

Dit gaat dus allemaal over een overzicht van de DC-motor. De voordelen van gelijkstroom-motor bieden ze een uitstekende snelheidsregeling voor acceleratie en deceleratie, een eenvoudig te begrijpen ontwerp en een eenvoudig, goedkoop aandrijfontwerp. Hier is een vraag voor u, wat zijn de nadelen van een DC-motor?

Fotocredits: