در یک الکتروموتور ، روتور به علت گشتاوری که ناشی از نیروی است که توسط میدان مغناطیسی ایجاد ایجاد شده در استاتور است به حول محور خود می چرخد هر الکتروموتور بر اساس ساختارش توسط برق جریان مستقیم DC و یا جریان متناوب AC تغذیه می گردد.
با گروه صنعتی نوری همراه باشید تا در ادامه به به الکتروموتور جریان مستقیم (DC) بپردازیم.
الکتروموتور جریان مستقیم یا DC :
الکتوموتورهای DC را می‌توان به ۴ گروه کلی موتور جاروبک‌دار، براشلس، سروو موتور و موتور پله‌ای تقسیم کرد. موتورهای DC یا موتورهای جریان مستقیم، از اثر متقابل میدان‌های مغناطیسی و رساناها استفاده می‌کنند و انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل می‌کنند. انواع مختلف موتورهای DC از نظر کارایی با یکدیگر متفاوت هستند. در این مطلب قصد داریم به بررسی انواع مختلف موتورهای DC بپردازیم.
الکتروموتور DC وسیله ای است که انرژی الکتریکی را به کمک یک آهنربا به انرژی مکانیکی تبدیل میکند. به علت اینکه از جریان ۱۲ ولت یا ۲۴ ولت استفاده میکند به آن DC میگویند. یکی از معایبی که موتورهای DC دارند این است که به دلیل اینکه ممکن است در طول زمان کموتاتور آن ها فرسود شود نیاز به تعمیر و نگهداری بیشتری دارند.
برای درک بهتر از اینکه الکتروموتور DC چگونه کار میکند، یک مدار الکتریکی ساده را در فرض کنید که در آن انرژی الکتریکی توسط یک منبع انرژی تامین میشود. وقتی جریان الکتریکی در مدار جاری میشود، یک میدان مغناطیسی در اطراف ایجاد میکند و باعث میشود آرمیچر به چرخش درآید.
برای تولید یک حرکت پیوسته می توان الکتروموتور جریان مستقیم(DC) از متداول ترین نوع موتور ها دانست که کنترل آن ها به صورت خطی یا چرخشی به سادگی انجام می گردد.
الکتروموتور جریان مستقیم(DC) به ۴ دسته کلی تقسیم بندی می شود:
موتور دارای جاروبک (Brushed Motor):
این نوع از موتورها، با استفاده از عبور جریان الکتریکی از کموتاتور (Commutator) و جاروبک‌های کربنی، میدان مغناطیسی را در روتور سیم‌پیچی شده تولید می‌کنند و به همین دلیل به آن‌ها موتورهای جاروبک‌دار یا دارای جاروبک گفته میشود. میدان مغناطیسی استاتور را می‌توان یا با استفاده از مغناطیس‌های دائم (Permanent Magnets) و یا با استفاده از سیم‌پیچی میدان استاتور تولید کرد. معمولا موتورهای DC جاروبک‌دار ارزان قیمت و کوچک هستند و کنترل آن‌ها بسیار آسان است.
موتور بدون جاروبک یا براشلس (Brushless Motor):
این نوع از موتورها، با بهره‌گیری از مغناطیس دائم‌های متصل به روتور، یک میدان مغناطیسی در روتور به وجود می‌آورند و در واقع عمل کموتاسیون در آن‌ها به صورت الکتریکی انجام میشود. موتورهای بدون جاروبک یا براشلس معمولا دارای اندازه کوچک‌تری هستند، اما نسبت به موتورهای جاروبک‌دار قیمت بالاتری دارند؛ زیرا در استاتور آن‌ها از سنسور های اثر هال برای تولید میدان دوار استاتور استفاده شده است. در عوض، این موتورها مشخصه گشتاور-سرعت بهتر، راندمان بالاتر و نیز طول عمر بیشتری نسبت به موتورهای جاروبک‌دار معادل خود دارند.
موتور سروو (Servo Motor):
این نوع از موتورها را می‌توان نوعی از موتورهای DC جاروبک‌دار دانست که در آن‌ها از فرمی از کنترل فیدبک موقعیت، متصل به شفت روتور، بهره گرفته شده است. این اتصالات توسط کنترل‌کننده نوع PWM یامدولاسیون پهنای پالس کنترل می‌شوند و عمدتا در سیستم‌های کنترل موقعیت و مدل‌های کنترل رادیویی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
موتورهای DC عادی:
دارای مشخصه خطی سرعت چرخش با گشتاور چرخشی هستند. سرعت چرخش توسط ولتاژ DC اعمال شده به موتور و گشتاور چرخشی توسط جریان سیم‌پیچ‌های موتور تعیین می‌شوند. سرعت چرخش موتورهای DC از چند دور بر دقیقه تا چند هزار دور بر دقیقه در تغییر است و همین امر آن‌ها را برای کاربردهای الکترونیکی، مکاترونیکی، اتوماسیون و رباتیک مناسب می‌سازد. از طریق اتصال این موتورها به گیربکس می‌توان سرعت گردش آن‌ها را کاهش داد، در حالی که هم زمان گشتاور خروجی موتور در سرعت‌های بالا، افزایش می‌یابد.
از کاربردهای الکتروموتور DC می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- صنعت کشاورزی
- شهربازی
- درب های اتومات
- درب های اتومات برای آسانسور
- درب های ورودی اتومات
- تسمه نقاله
- کمپرسورهای الکتریکی
- تردمیل و صنایع ورزشی
- صنعت گلخانه در پرورش سبزیجات، تجهیزات و گل
- ماشین های پردازش
- دستگاهای صنعتی نظافت
- صنایع نساجی
- صنایع پلاستیک
- صنایع خودروسازی برای تست تایرها
- صنایع شکر
- مدارات الکترونیکی
- کنترل موقعیت
- میکروپروسسور
- PIC و رباتیک
- اسباب‌بازی‌ها
- ابزارها
- ربات‌ها
- کوادکوپترها
- وسایل نقلیه‌ی الکتریکی
- فن‌ها
- پمپ‌ها
- جرثقیل‌ها و غیره
مزایای موتور DC
- گشتاور شروع بالا
- شتاب بالا
- کنترل آسان سرعت در بازه وسیع
- اندازه های مختلف
- معایب موتور DC
- نیاز به تعمیر و نگهداری به صورت پیوسته
- عدم امکان استفاده در محیط‌های انفجاری
- هزینه بالا