Motoarele electrice pot fi folosite in diferite aplicatii. Trebuie doar sa va indreptati atentia spre Bmes.ro
, si sa alegeti un motor ideal pentru aplicatia dvs. Veti descoperi mai multe detalii in continuare despre motoarele electrice cu curent continuu.
Motoarele electrice curent continuu periate au fost inventate in secolul al XIX-lea si sunt comune. Motoarele cu curent continuu fara perii au fost facute posibile prin dezvoltarea electronicelor in stare solida in anii ’60.
Un motor electric dezvolta cuplul alternand polaritatea magnetilor rotanti atasati rotorului, a partii rotative a masinii si a magnetilor stationari de pe statorul care se regasesc in jurul rotorului.
Unul sau ambele seturi de magneti sunt electromagneti, alcatuiti dintr-o bobina de sarma infasurata in jurul unui miez de fier. DC care trece prin infasurarea sarmei creeaza campul magnetic, furnizand puterea care conduce motorul. Cu toate acestea, de fiecare data cand rotorul se roteste cu 180 ° (o jumatate de viraj), pozitia polilor nord si sud pe rotor se inverseaza.
Daca campul magnetic al polilor ar ramane acelasi, acest lucru ar provoca o inversare a cuplului pe rotor la fiecare jumatate de rotatie, deci cuplul mediu ar fi zero si rotorul nu s-ar roti.
Prin urmare, pentru a crea un cuplu intr-o directie, intr-un motor cu curent continuu, directia curentului electric prin infasurari trebuie inversata cu fiecare rotire de 180 ° a rotorului (sau oprita in timpul in care acesta este este in directia gresita). Acest lucru inverseaza directia campului magnetic pe masura ce rotorul se invarte, astfel ca cuplul pe rotor este intotdeauna in aceeasi directie.
Commutator
In motoarele periate, inventate in secolul al XIX-lea, acest lucru se realizeaza cu un comutator rotativ pe arborele motorului numit comutator. Este format dintr-un cilindru rotativ impartit in mai multe segmente de contact din metal pe rotor. Segmentele sunt conectate la infasurarile electromagnetice cu fir pe rotor.
Doua sau mai multe contacte stationare care mai sunt numite si „perii”, si care sunt realizate dintr-un conductor moale precum grafitul, sunt apasate impotriva comutatorului. In acest fel, se creaza contact electric glisant cu segmente succesive pe masura ce rotorul se intoarce, oferind curent electric infasurarilor.
De fiecare data cand rotorul se roteste cu 180 °, comutatorul inverseaza directia curentului electric aplicat la o infasurare data, astfel campul magnetic creeaza un cuplu intr-o singura directie.
Dezavantajele comutatorului
Comutatorul are multe dezavantaje ingineresti care au dus la scaderea utilizarii motoarelor periate. Aceste dezavantaje sunt:
- Frecarea periilor de alunecare de-a lungul segmentelor rotative cauzeaza pierderi colectorului de putere, care pot fi semnificative intr-un motor de putere mica.
- Materialul cu perie moale se uzeaza datorita frecarii, creand praf si, in cele din urma, periile trebuie inlocuite. Acest lucru face ca motoarele comutate sa nu fie potrivite pentru aplicatii cu particule joase sau sigilate precum motoarele pe hard disk si pentru aplicatiile care necesita o functionare fara intretinere.
- Rezistenta contactului cu peria glisanta provoaca o cadere de tensiune in circuitul motor, care mai este cunoscuta sub denumirea de cadere de perie care consuma energie.
In ultimele sute de ani, motoarele periate cu curent continuu de inalta putere, candva a fost baza principala a industriei, au fost inlocuite cu motoare sincrone cu curent alternativ (AC).
In zilele noastre, motoarele periate se folosesc numai doar in aplicatii cu putere mica sau acolo unde este disponibil doar curent continuu.
Solutie fara perii
Dezvoltarea electronicelor cu semiconductor in anii ’70 a permis eliminarea comutatorului si a periilor in motoarele cu curent continuu. In motoarele fara perie cu curent continuu, un sistem de serviciu electronic inlocuieste contactele comutatorului mecanic.
Un senzor electronic detecteaza unghiul rotorului si controleaza intrerupatoarele semiconductoare, cum ar fi tranzistoarele care schimba curentul prin infasurari, fie inversand directia curentului, fie la unele motoare care il opresc, la momentul corect la fiecare rotatie a arborelui de 180 °, astfel incat electromagnetii sa creeze un cuplu intr-o singura directie.
Eliminarea contactului glisant permite motoarelor fara perie sa aiba o frecare mai mica si o durata de viata mai lunga; durata lor de munca este limitata numai de viata rulmentilor lor.
Motoarele cu perie continua dezvolta un cuplu maxim atunci cand stationeaza, insa care scade pe masura ce viteza creste. Unele limitari ale motoarelor periate pot fi depasite de motoarele fara perie; ele includ o eficienta mai mare si o sensibilitate mai mica la uzura mecanica.
Motoarele fara perii ofera mai multe avantaje fata de motoarele CC periate, incluzand raportul cuplu / greutate mare, cuplu mai mare pe watt (eficienta crescuta), fiabilitate crescuta, zgomot redus, durata de viata mai lunga (fara eroziune de perie si comutator), eliminarea scanteilor ionizante din comutator, si reducerea generala a interferentelor electromagnetice (EMI).
Fara infasurari pe rotor, acestea nu sunt supuse fortelor centrifuge si, datorita faptului ca infasurarile sunt sustinute de carcasa, ele pot fi racite prin conducere, neavand nevoie de niciun flux de aer in interiorul motorului pentru racire. Aceasta la randul sau inseamna ca interiorul motorului poate fi inchis in intregime si protejat de murdarie sau alte materii straine.
