Jaký je účinek použití střídavého proudu na stejnosměrný stroj?
Použití střídavého proudu na stejnosměrný motor může mít různé nežádoucí účinky, protože stejnosměrné motory jsou navrženy a fungují s ohledem na stejnosměrný proud. Následující jsou možné účinky použití střídavého proudu na stejnosměrný motor:
Nelze spustit a provozovat správně
Žádné přirozené nulové přechody: Střídavý proud nemá žádné přirozené nulové přechody, které by pomohly motoru spustit, zatímco stejnosměrné motory spoléhají na konstantní stejnosměrný proud k vytvoření magnetického pole a spuštění.
Inverzní jev: Sinusoidální tvar střídavého proudu se dvakrát za cyklus mění směrem, což způsobuje, že rotor motoru se pokouší otočit opačným směrem, což brání stabilnímu chodu motoru.
Mechanické a elektrické poškození
Opotřebení kartáče a komutátoru: V důsledku častých obrácení způsobených střídavým proudem mohou dojít k silným jiskrám a opotřebení mezi kartáčem a komutátorem, což může vést k rychlému poškození kartáče a komutátoru.
Nestabilita magnetického pole: Střídavý proud může způsobit nestabilitu vnitřního magnetického pole motoru, což ovlivňuje výkon motoru a může způsobit přehřívání motoru.
Přehřívání a ztráta efektivity
Nerovnoměrná hustota proudu: Tok střídavého proudu ve stejnosměrném motoru může způsobit nerovnoměrné rozložení hustoty proudu, což vedou některé oblasti k přehřívání a ovlivňuje životnost a efektivitu motoru.
Ztráty eddy proudu: Střídavý proud vytváří eddy proudy v železném jádru motoru, což způsobuje dodatečné ztráty energie a zvyšuje teplo motoru.
Hluk a vibrace
Mechanické vibrace: V důsledku změn magnetického pole způsobených střídavým proudem může motor projevovat mechanické vibrace a vytvářet hluk.
Fluktuace točivého momentu: Periodické změny střídavého proudu způsobí, že výstupní točivý moment motoru bude nestabilní, což vedou k vibracím a nerovnoměrnému chodu.
Obtížná kontrola
Regulace otáček je obtížná: Stejnosměrné motory obvykle upravují otáčky změnou stejnosměrného napětí nebo proudu, a zavedení střídavého proudu zkomplikuje regulaci otáček.
Obtížnosti ochrany: Tradiční ochranná opatření pro stejnosměrné motory mohou být pro střídavé situace nevhodná, vyžadují dodatečná ochranná zařízení.
Selhání a bezpečnostní rizika
Dutina a jiskry: Dutina a jiskry způsobené střídavým proudem mohou způsobit požár nebo elektrický šok.
Poškození zařízení: Prolongované použití střídavého proudu může způsobit trvalé poškození vnitřních komponent motoru.
Experiment a test
Ačkoli není teoreticky doporučeno používat střídavý proud na stejnosměrný stroj, takové experimenty jsou někdy prováděny v laboratorních podmínkách k studiu chování motoru. V těchto případech se obvykle používají přísná ochranná opatření a provádí se za profesionálního dozoru.
Příklad aplikace
V některých speciálních aplikacích, jako jsou určité servomotory nebo krokové motory, se mohou používat hybridní pohonové schémata, ale tyto motory obvykle mají speciální konstrukci, která umožňuje použití střídavého proudu nebo smíšených signálů. Nicméně, obyčejné stejnosměrné motory nejsou pro tuto situaci vhodné.
Shrnutí
Použití střídavého proudu na stejnosměrný stroj má za následek selhání spuštění a správného chodu, mechanické a elektrické poškození, přehřívání a snížení efektivity, hluk a vibrace, obtížnou kontrolu a selhání a bezpečnostní rizika. Chcete-li tato problémy vyhnout, by měl být použit vhodný střídavý motor nebo vhodné převodové zařízení (např. inverter nebo usměrňovač) k zajištění správného chodu motoru.
