Apakah kesan daripada penggunaan arus ulang-alik pada mesin DC?

Penggunaan arus bolak-balik pada motor DC dapat menyebabkan berbagai efek negatif kerana motor DC dirancang dan beroperasi untuk menangani arus searah. Berikut adalah efek-efek yang mungkin terjadi apabila arus bolak-balik diterapkan pada motor DC:

Tidak dapat dimulai dan beroperasi dengan baik

• Tiada persilangan sifar semula jadi: Arus bolak-balik tidak mempunyai persilangan sifar semula jadi untuk membantu motor bermula, manakala motor DC bergantung pada arus searah yang konstan untuk menetapkan medan magnet dan bermula.

• Fenomena pembalikan: Bentuk gelombang sinusoidal arus bolak-balik berubah arah dua kali setiap siklus, menyebabkan rotor motor cuba untuk berbalik, yang membuat motor tidak dapat beroperasi secara stabil.

Kerosakan mekanikal dan elektrikal

• Pakai sikat dan komutator: Akibat perubahan arah yang sering disebabkan oleh arus bolak-balik, percikan api dan pakai antara sikat dan komutator boleh menyebabkan kerosakan cepat pada sikat dan komutator.

• Kestabilan medan magnet: Arus bolak-balik boleh menyebabkan ketidakstabilan pada medan magnet dalaman motor, yang mempengaruhi prestasi motor dan mungkin menyebabkan motor panas berlebihan.

Panaskan berlebihan dan hilangnya kecekapan

• Kepadatan arus tidak merata: Aliran arus bolak-balik dalam motor DC mungkin menyebabkan distribusi kepadatan arus menjadi tidak merata, menyebabkan beberapa area panas berlebihan dan mempengaruhi umur dan kecekapan motor.

• Kehilangan arus eddy: Arus bolak-balik menciptakan arus eddy di inti besi motor, menyebabkan kehilangan tenaga tambahan dan meningkatkan panas motor.

Bunyi dan getaran

• Getaran mekanikal: Akibat perubahan medan magnet yang disebabkan oleh arus bolak-balik, motor mungkin mengalami getaran mekanikal, menghasilkan bunyi.

• Fluktuasi tork: Perubahan berkala arus bolak-balik akan menyebabkan tork output motor menjadi tidak stabil, mengakibatkan getaran dan operasi yang tidak merata.

Kesukaran kontrol

• Penyesuaian kelajuan sukar: Motor DC biasanya menyesuaikan kelajuan dengan mengubah voltan atau arus DC, dan pengenalan arus bolak-balik membuat penyesuaian kelajuan menjadi rumit.

• Kesukaran perlindungan: Ukur-berat perlindungan motor DC tradisional mungkin tidak sesuai untuk situasi AC, memerlukan peranti perlindungan tambahan.

Kegagalan dan risiko keselamatan

• Busur api dan percikan: Busur api dan percikan yang disebabkan oleh arus bolak-balik boleh menyebabkan kebakaran atau gegaran elektrik.

• Kerosakan peralatan: Penggunaan arus bolak-balik yang lama mungkin mengakibatkan kerosakan kekal pada komponen dalaman motor.

Eksperimen dan ujian

Walaupun teori tidak menganjurkan penggunaan arus bolak-balik pada mesin DC, eksperimen seperti itu kadang-kadang dilakukan di bawah keadaan makmal untuk mengkaji tingkah laku motor. Dalam kasus tersebut, langkah-langkah perlindungan yang ketat biasanya diambil dan dilakukan di bawah pengawasan profesional.

Contoh aplikasi

Dalam beberapa aplikasi khusus, seperti beberapa motor servomotor atau motor stepper, skema penggerak hibrid mungkin digunakan, tetapi motor-motor ini biasanya memiliki struktur khusus untuk menampung arus bolak-balik atau isyarat campuran. Namun, motor DC biasa tidak sesuai untuk situasi ini.

Kesimpulan

Penggunaan arus bolak-balik pada mesin DC mengakibatkan kegagalan untuk bermula dan beroperasi dengan baik, kerosakan mekanikal dan elektrikal, panas berlebihan dan penurunan kecekapan, bunyi dan getaran, kesukaran kontrol, serta kegagalan dan risiko keselamatan. Untuk mengelakkan masalah-masalah ini, motor AC yang sesuai atau peranti pemindahan (seperti inverter atau rektifier) harus digunakan untuk memastikan motor dapat beroperasi dengan baik.