מהו עיקרון הפעולה של מנוע DC?

מהו עקרון הפעולה של מנוע ישר זרם?

הגדרת מנוע ישר זרם

מנוע ישר זרם מוגדר כמכשיר הממיר אנרגיה חשמלית ישירה לאנרגיה מכנית באמצעות שדות מגנטיים וזרמי חשמל.

הנה השלבים הבסיסיים של עקרון הפעולה של מנועי ישר זרם:

שדה השראה: כאשר מקור חשמל ישר זרם מספק חשמל לסלילים בסטטור (החלק הקבוע), נוצר שדה מגנטי קבוע בסלילים.

כוח אלקטרומגנטי: כאשר זרם עובר דרך הסליל של הרוטור (החלק הסובב), נוצר גם שדה מגנטי בסליל הרוטור. השדה המגנטי בסליל הרוטור מתנגש עם השדה המגנטי שנוצר על ידי סליל הסטטור ויוצר כוח אלקטרומגנטי.

תנועה סיבובית: כוח אלקטרומגנטי מופעל על הרוטור, מה שגורם לרוטור להתחיל לסובב. בעזרת פעולת המחליק והמשטחים, כיוון הזרם משתנה עם הסיבוב של הרוטור, ובכך מבטיח שהרוטור ימשיך לסובב באותו כיוון.

מחליק ומשטחים: המחליק הוא קבוצת פלחי נחושת, המחוברים לסליל ברוטור, כאשר הרוטור מסתובב, המשטחים באים במגע עם פלחי הנחושת השונים, ובכך משנה את כיוון הזרם כדי להבטיח שהרוטור ימשיך לסובב.

מאפיינים מבניים

סטטור: נמצא בקופסה קבועה, בדרך כלל מכיל מגנט קבוע או מגנט חשמלי.

רוטור: מכיל סליל ומחליק, מותקן על משענת, יכול לסובב באופן חופשי בתוך הסטטור.

מחליק: מורכב מפלחי נחושת מרובים המחוברים לסליל הרוטור, משמש לשינוי כיוון הזרם.

משטחים: במגע עם המחליק, משמשים להכנסת זרם לסליל הרוטור.

סצנריונים של שימוש

כלי בית: כמו מנקה אבק, מאווררים, מערבלים וכדומה.

ציוד תעשייתי: בשימוש במערכות העברה, מפלי מים, מכווצים ועוד.

צעצועים: מנועים בשימוש בצעצועים כמו מכוניות בשליטה מרחוק רובוטים.

כלי רכב חשמליים: אם כי כלי הרכב החשמליים המודרניים נוטים להשתמש במנועי חילוף, חלק מהכלי הרכב החשמליים הקטנים עשויים עדיין להשתמש במנועי ישר זרם.

מכשירי מדידה בדיוק גבוה: כמו מנועים קטנים בציוד מעבדה.

עניינים הדורשים תשומת לב

תחזוקה: בדוק באופן תקופתי את עליית המתכת והמחליק וחלף אם נדרש.

פיזור חום: ודא שהמנוע יש לו מספיק פיזור חום כדי למנוע חימום יתר.

התאמה של עומס: בחר מנוע המתאים ליישום כדי להבטיח ביצועים אופטימליים.

יתרונות

פשוט: המבנה הוא פשוט יחסית, קל להבין ולתחזק.

שליטה טובה: מהירות ומומנט יכולים להיות מושגים בקלות על ידי שינוי מתח או זרם.

יעילות כלכלית: עבור רבים מהיישומים, מנועי ישר זרם הם יעילים יותר מבחינה כלכלית.

חסרונות

בהתה של המחליק: המשיכה בין המחליק לבין המשטח יכולה לגרום להתה ודורשת תחזוקה תקופתית.

גבלות: מנועי ישר זרם אינם מתאימים ליישומים שמפתחים מהירות גבוהה או עוצמה גבוהה.