Mi az egyenáramú motor? 4 vezetékes rajz, sebességszabályozás és váltóáramú motorok összehasonlítása- Suzhou Retek Electric Technology Co., Ltd.

Az egyenáramú motor az egyenáramú elektromos energiát mágneses mezők kölcsönhatása révén mechanikus forgássá alakítja. Annak megértése, hogy a Az egyenáramú motor elvén működik Lorentz erő az első lépés, de a megfelelő kiválasztása változtatható sebességű 12V DC motor és helyesen bekötni – különösen a 4 vezetékes egyenáramú motor csatlakozási rajza -meghatározza a valós teljesítményt. Ez a cikk kicsomagolja a egyenáramú motor alkatrészei , pontosan mutatja DC motor kapcsolási rajza beállítja, és elmagyarázza DC motor fordulatszám- és nyomatékszabályozása gyakorlati adatokkal rendelkező rendszerek. kontrasztot is állítunk hogyan működik az AC motor így egyértelmű választást hozhat.

Mi az egyenáramú motor és mi a forgása mögött?

A Az egyenáramú motor elvén működik Lorentz erőtörvény: ha egy áramvezető vezetőt mágneses térbe helyezünk, mechanikai erőt fejt ki. Minden szálcsiszolt egyenáramú motorban ez az erő hat az armatúra tekercseire, és olyan nyomatékot hoz létre, amely megforgatja a tengelyt. A forgásirányt Fleming balkéz szabálya határozza meg – ha az áram vagy a mágneses mező polaritása megfordul, a motor megfordítja az irányt. Az állandó mágneses egyenáramú motorban az állórész fix mezőt biztosít, és az armatúra árama közvetlenül szabályozza a nyomatékot; az összefüggés lineáris, a nyomaték Nm-ben a motor nyomatékállandójának (Kt) és az armatúra áramának a szorzata. Egy tipikusan változtatható sebességű 12V DC motor , Kt körülbelül 0,05 Nm/A lehet, ami azt jelenti, hogy 2 A nagyjából 0,1 Nm folyamatos nyomatékot eredményez.

Egy másik kritikus elv a hátsó elektromotoros erő (back EMF). Ahogy az armatúra forog, a táplálással ellentétes feszültséget generál. A motor fordulatszáma stabilizálódik, ha a hátsó EMF plusz az ellenállásos feszültségesés megegyezik a rákapcsolt feszültséggel. Ez az önszabályozó viselkedés lehetővé teszi DC motor fordulatszám- és nyomatékszabályozása Az áramkörök nagymértékben kiszámíthatóak legyenek: csökkentse a feszültséget, és a motor lelassul, amíg új egyensúlyt nem érnek el.

Brushless DC Motor for Robotic Lawn Mower 42mm Diameter W42 Series

Az egyenáramú motor alkatrészei: Részletes bontás

Minden szálcsiszolt egyenáramú motornak van egy készlete egyenáramú motor alkatrészei amelyek közvetlenül befolyásolják a hatékonyságot és az élettartamot. Az alábbi táblázat felsorolja a fő részeket és azok funkcióit. A kefe nélküli egyenáramú motorokban (BLDC) a mechanikus kommutátort elektronikus kommutáció váltja fel, de az alapvető elektromágneses alkatrészek megmaradnak.

A szálcsiszolt egyenáramú motor fő részei és szerepük az energiaátalakításban
Összetevő	Anyag / Típus	Billentyű funkció
Állórész (mezőmágnes)	Permanens mágnes vagy tekercsmező	Álló mágneses teret hoz létre
Armatúra (rotor)	Laminált acél mag réz tekercseléssel	Áramot visz és nyomatékot generál
Kommutátor	Rézszegmensek az armatúra tengelyén	Félfordulatonként megfordítja az áram irányát az armatúrában
Ecsetek	Szén vagy grafit	Áramátvitel a statikus vezetékekről a forgó kommutátorra
Tengely és csapágyak	Acél tengely, golyós vagy karmantyús csapágyak	Támogatja a forgást és csökkenti a súrlódást

Külön gerjesztésű egyenáramú motorokban – gyakran előfordul, amikor a 4 vezetékes egyenáramú motor csatlakozási rajza — a terepi tekercselést az armatúrától függetlenül tápláljuk, két extra sorkapcsot adva az állandó mágneshez vagy a soros tekercses típushoz képest. Ez precíz független szabályozást biztosít a terepi fluxus és az armatúraáram felett, ami elengedhetetlen a haladók számára DC motor fordulatszám- és nyomatékszabályozása alkalmazások.

A 4 vezetékes egyenáramú motor csatlakoztatása és a bekötési rajzok magyarázata

A 4 vezetékes egyenáramú motor csatlakozási rajza általában egy külön gerjesztésű egyenáramú motort vagy egy univerzális motort jelöl elérhető tér- és armatúra tekercsekkel. A négy sorkapocs A1 és A2 (armatúra), valamint F1 és F2 (mező) jelzésű. Egy helyes DC motor kapcsolási rajza Ez a típus teljesen elválasztja az armatúrát és a terepi áramkört. Az alábbi táblázat a változtatható sebességű hajtásokban használt szabványos csatlakozási sémát mutatja. Ha állandó mágneses motorral dolgozik, akkor csak két vezetéket talál, és a teret rögzített mágnesek biztosítják, jelentősen leegyszerűsítve a beállítást.

Tipikus sorkapocs azonosítás és csatlakozás egy külön gerjesztésű 4 vezetékes egyenáramú motorhoz
Motor terminál	Vezeték színe (tipikus)	Csatlakozás
A1	Piros	Armatúra táp pozitív (H-hídról vagy PWM meghajtóról)
A2	Fekete	Armatúra táp negatív
F1	Fehér vagy sárga	Pozitív terepi táp (szabályozott DC, állandó feszültség vagy áram)
F2	kék	A terepi táp negatív

Amikor a változtatható sebességű 12V DC motor négyvezetékes konfiguráció esetén az armatúra áramkört jellemzően egy 12 V névleges feszültséggel működő PWM vezérlő hajtja, míg a terepi áramkör stabil 12 V-ot (vagy alacsonyabb szabályozott feszültséget) kap az állandó térerősség fenntartása érdekében. Az armatúra vagy a terepi csatlakozások megfordítása – de soha nem mindkettő – megfordítja a forgást. Egyes meghajtók a mezőgyengítést is támogatják: a mezőfeszültség névleges alá csökkentése a fordulatszámot a nyomaték árán növeli, ez a technika az alapsebesség feletti állandó teljesítményű működéshez használatos.

Változtatható fordulatszámú 12V DC motor fordulatszám- és nyomatékszabályozása

Pontos DC motor fordulatszám- és nyomatékszabályozása áramkörök impulzusszélesség-modulációval kezdődnek. A változtatható sebességű 12V DC motor A MOSFET-alapú H-híd 20 kHz-es kapcsolása 0 és 12 V közötti átlagos feszültséget biztosít. Egy tesztelt 12 V-os, 50 W-os egyenáramú motorban az üresjárati fordulatszám 100%-os munkaciklus mellett 3200 RPM volt. 50%-os munkaciklus mellett a fordulatszám körülbelül 1550 ford./percre esett, miközben sima forgást tartott fenn, kevesebb, mint 2%-os fordulatszám hullámzással. A nyomaték azonban csaknem arányos maradt az átlagos áramerősséggel: 1 A-nél a motor 0,12 Nm-t produkált; 3 A-nél a nyomaték elérte a 0,35 Nm-t. Ez a lineáris áram-nyomaték kapcsolat egyszerűvé teszi a nyomatékkorlátozás megvalósítását az armatúraáram érzékelésével és a PWM munkaciklus csökkentésével, ha egy előre beállított küszöböt túllépnek.

A zárt hurkú vezérlés tovább növeli a teljesítményt. Kvadratúra jeladó hozzáadása a motor tengelyéhez lehetővé teszi a mikrokontroller számára, hogy a beállított sebességet ±1%-on belül tartsa. A nyomatékszabályozáshoz az armatúra hurokban lévő áramérzékelő táplálja a PI vezérlőt, amely valós időben állítja be a PWM jelet. Ipari környezetben külön gerjesztésű motor a 4 vezetékes egyenáramú motor csatlakozási rajza további lehetőséget ad a mezőorientált vezérléshez: állandó térfeszültséget tartson fenn a nagy nyomaték érdekében alacsony fordulatszámon, majd gyengítse a mezőt a fordulatszám-tartomány kiterjesztéséhez. Az adatok azt mutatják, hogy a téráram 30%-os csökkentése nagyjából 40%-kal növelheti a végsebességet, bár a rendelkezésre álló nyomaték fordítottan csökken.

Egyenáramú motor vs AC motor: Hogyan működik a váltakozó áramú motor?

Megértés hogyan működik az AC motor segít tisztázni az egyenáramú motor előnyeit és korlátait. A leggyakoribb váltakozó áramú indukciós motor forgó mágneses tér elvén működik. Amikor háromfázisú váltakozó áram folyik át az állórész tekercseken, amelyek egymástól 120°-os távolságra vannak, szinkron fordulatszámmal forgó mágneses mezőt hoz létre – 1800 RPM 4 pólusú motor esetén 60 Hz-es tápellátáson. Ez a forgó mező áramot indukál a rotorrudakban, és a kölcsönhatás nyomatékot hoz létre. Az egyfázisú indukciós motornak indító tekercsre és kondenzátorra van szüksége a fáziseltolás létrehozásához és a forgás elindításához. Az egyenáramú motoroktól eltérően az indukciós motorok fordulatszáma szorosan kapcsolódik a tápfrekvenciához és a csúszáshoz (általában 2–5%-kal a szinkron fordulatszám alatt teljes terhelésnél).

Ezzel szemben a változtatható sebességű 12V DC motor Egyszerűen a feszültség beállításával változtatja a fordulatszámot, és indítónyomatéka bonyolult hajtáselektronika nélkül meghaladhatja a névleges nyomaték 200%-át. Az AC motorok kiválóak az állandó fordulatszámú, nagy teljesítményű alkalmazásokban, míg az egyenáramú motorok – különösen a kefés és BLDC típusok – dominálnak az akkumulátoros és precíziós szervofeladatoknál. A DC motor kapcsolási rajza A beállítások is egyszerűbbek a változó sebességhez: egyetlen PWM vezérlő, szemben a váltakozó áramú sebesség szabályozásához szükséges frekvenciaváltóval. A választás a szükséges fordulatszám-tartományon, a karbantartási tűrésen és a rendelkezésre álló áramforráson múlik.

Previous: Mocsári hűtőventilátor motor túlmelegedése és javítása: teljes útmutató Next: Nincs következő cikk