ما هو محرك DC: الأساسيات ، أنواعه وعمله

جرب أداة القضاء على المشاكل





يتم تحقيق كل تطور ميكانيكي نراه من حولنا تقريبًا بواسطة محرك كهربائي. الآلات الكهربائية هي طريقة لتحويل الطاقة. تستهلك المحركات طاقة كهربائية وتنتج طاقة ميكانيكية. تُستخدم المحركات الكهربائية لتشغيل مئات الأجهزة التي نستخدمها في الحياة اليومية. يتم تصنيف المحركات الكهربائية على نطاق واسع إلى فئتين مختلفتين: محرك التيار المباشر (DC) ومحرك التيار المتردد (AC). في هذه المقالة ، سنناقش محرك التيار المستمر وعمله. وكذلك كيف تعمل محركات التيار المستمر.

ما هو محرك DC؟

إلى محرك التيار المستمر هو محرك كهربائي يعمل على الطاقة الحالية المباشرة. في المحرك الكهربائي ، تعتمد العملية على كهرومغناطيسية بسيطة. يولد الموصل الحامل للتيار مجالًا مغناطيسيًا ، وعندما يتم وضعه بعد ذلك في مجال مغناطيسي خارجي ، فإنه سيواجه قوة تتناسب مع التيار في الموصل وقوة المجال المغناطيسي الخارجي. إنه جهاز يحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية. إنه يعمل على حقيقة أن الموصل الحامل للتيار الموجود في مجال مغناطيسي يتعرض لقوة تجعله يدور فيما يتعلق بموضعه الأصلي. يتكون محرك DC العملي من لفات مجال لتوفير التدفق المغناطيسي وحديد التسليح الذي يعمل كموصل.




محرك DC بدون فرشات

محرك DC بدون فرشات

مدخلات محرك DC بدون فرش هو التيار / الجهد وإخراجها هو عزم الدوران. إن فهم تشغيل محرك التيار المستمر أمر بسيط للغاية من الرسم التخطيطي الأساسي الموضح أدناه. يتكون محرك DC بشكل أساسي من جزأين رئيسيين. يسمى الجزء الدوار بالدوار ويسمى الجزء الثابت أيضًا الجزء الثابت. يدور الدوار فيما يتعلق بالجزء الثابت.



يتكون الجزء المتحرك من لفات ، ترتبط اللفات كهربائيًا بالمبدل. إن هندسة الفرش ، وملامسات المبدل ، والملفات الدوارة هي بحيث أنه عند تطبيق الطاقة ، فإن أقطاب الملف النشط ومغناطيس الجزء الثابت تكون غير متوازنة وسيدور الدوار حتى يتم تقويمه تقريبًا باستخدام مغناطيس مجال الجزء الثابت.

عندما يصل الدوار إلى المحاذاة ، تنتقل الفرشاة إلى ملامسات المبدل التالية وتنشط الملف التالي. يعكس الدوران اتجاه التيار عبر لف الجزء المتحرك ، مما يؤدي إلى قلب المجال المغناطيسي للدوار ، مما يدفعه إلى الاستمرار في الدوران.

بناء محرك DC

يظهر بناء محرك DC أدناه. من المهم جدًا معرفة تصميمه قبل معرفة أنه يعمل. تشمل الأجزاء الأساسية لهذا المحرك المحرك بالإضافة إلى الجزء الثابت.


محرك بتيار مستمر

محرك بتيار مستمر

ملف المحرك هو الجزء الدوار بينما الجزء الثابت هو الجزء الثابت. في هذا ، يتم توصيل ملف المحرك نحو مصدر التيار المستمر الذي يتضمن الفرش وكذلك المبدل. تتمثل الوظيفة الرئيسية للمبدل في تحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر والذي يتم إحداثه في المحرك. يمكن توفير تدفق التيار باستخدام الفرشاة من الجزء الدوار للمحرك باتجاه الحمل الخارجي غير النشط. يمكن عمل ترتيب المحرك بين قطبي المغناطيس الكهربائي أو الدائم.

أجزاء محرك DC

في محركات التيار المستمر ، توجد تصميمات شعبية مختلفة للمحركات التي تتوفر مثل المغناطيس الدائم بدون فرش ، والسلسلة ، واللف المركب ، والتحويلة ، والتحويلة المستقرة. بشكل عام ، أجزاء محرك التيار المستمر هي نفسها في هذه التصميمات الشائعة ولكن العملية الكاملة لهذا هي نفسها. تشمل الأجزاء الرئيسية لمحرك التيار المستمر ما يلي.

الجزء الثابت

الجزء الثابت مثل الجزء الثابت هو أحد الأجزاء الموجودة في أجزاء محرك التيار المستمر والتي تتضمن اللفات الميدانية. وتتمثل الوظيفة الرئيسية لهذا في الحصول على العرض.

الدوار

الجزء المتحرك هو الجزء الديناميكي للمحرك الذي يستخدم لإنشاء الثورات الميكانيكية للوحدة.

الفرش

تعمل الفرش التي تستخدم المبدل بشكل أساسي كجسر لإصلاح الدائرة الكهربائية الثابتة باتجاه الدوار.

العاكس

إنها حلقة منقسمة مصممة بشرائح نحاسية. إنه أيضًا أحد أهم أجزاء محرك التيار المستمر.

اللفات الميدانية

هذه اللفات مصنوعة من ملفات ميدانية تعرف باسم الأسلاك النحاسية. هذه اللفات تدور حول الفتحات تقريبًا التي يتم حملها من خلال حذاء العمود.

لفات حديد التسليح

بناء هذه اللفات في محرك DC نوعان مثل Lap & Wave.

نير

إطار مغناطيسي مثل نير مصمم من الحديد الزهر أو الفولاذ في بعض الأحيان. يعمل مثل الحارس.

أعمدة

تشمل الأعمدة في المحرك جزأين رئيسيين مثل قلب العمود وكذلك مداسات العمود. ترتبط هذه الأجزاء الأساسية معًا من خلال القوة الهيدروليكية وتتصل بالنير.

الأسنان / الفتحة

غالبًا ما تتكدس بطانات الفتحات غير الموصلة بين جدران الفتحات وكذلك الملفات للسلامة من الصفر ، والدعم الميكانيكي والعزل الكهربائي الإضافي. المادة المغناطيسية بين الفتحات تسمى الأسنان.

إسكان المحرك

يوفر غلاف المحرك الدعم للفرش والمحامل والقلب الحديدي.

مبدأ العمل

تعرف الآلة الكهربائية التي تستخدم لتحويل الطاقة من الكهرباء إلى الميكانيكية بمحرك التيار المستمر. ال مبدأ عمل محرك DC هو أنه عندما يكون الموصل الحامل للتيار داخل المجال المغناطيسي ، فإنه يواجه قوة ميكانيكية. يمكن تحديد اتجاه القوة هذا من خلال قاعدة اليد اليسرى لـ Flemming بالإضافة إلى حجمها.

إذا تم تمديد الإصبع الأول ، فسيكون الإصبع الثاني ، بالإضافة إلى إبهام اليد اليسرى ، عموديًا على بعضهما البعض ويشير الإصبع الأساسي إلى اتجاه المجال المغناطيسي ، والإصبع التالي يشير إلى الاتجاه الحالي والإبهام الذي يشبه الإصبع الثالث يشير إلى اتجاه القوة الذي يتم اختباره من خلال الموصل.

F = BIL نيوتن

أين،

'ب' هي كثافة التدفق المغناطيسي ،

'أنا' الحالية

'L' هو طول الموصل في المجال المغناطيسي.

عندما يتم إعطاء ملف المحرك تجاه مصدر التيار المستمر ، فسيتم إعداد تدفق التيار داخل الملف. سيوفر الملف الميداني أو المغناطيس الدائم المجال المغناطيسي. لذلك ، ستواجه موصلات المحرك قوة بسبب المجال المغناطيسي بناءً على المبدأ المذكور أعلاه.
تم تصميم العاكس مثل الأقسام لتحقيق عزم دوران أحادي الاتجاه أو أن مسار القوة قد ينقلب في كل مرة بمجرد قلب طريقة حركة الموصل داخل المجال المغناطيسي. إذن ، هذا هو مبدأ العمل لمحرك DC.

أنواع محركات التيار المستمر

تتم مناقشة الأنواع المختلفة لمحركات التيار المستمر أدناه.

موجهة DC موتورز

تميل المحركات الموجهة إلى تقليل سرعة المحرك ولكن مع زيادة مماثلة في عزم الدوران. تأتي هذه الخاصية في متناول اليد ، حيث يمكن أن تدور محركات التيار المستمر بسرعات كبيرة جدًا بحيث يستفيد منها جهاز إلكتروني. تتكون المحركات الموجهة عادة من محرك فرشاة DC وعلبة تروس متصلة بالعمود. تتميز المحركات بأنها موجهة بوحدتين متصلتين. له العديد من التطبيقات بسبب تكلفة التصميم ، ويقلل من التعقيد ، وبناء التطبيقات مثل المعدات الصناعية ، والمشغلات ، والأدوات الطبية ، والروبوتات.

  • لا يمكن بناء روبوت جيد بدون تروس. كل الأشياء في الاعتبار ، من المهم جدًا فهم كيفية تأثير التروس على معلمات مثل عزم الدوران والسرعة.
  • تعمل التروس على مبدأ الميزة الميكانيكية. هذا يعني أنه باستخدام أقطار تروس مميزة ، يمكننا التبادل بين سرعة الدوران وعزم الدوران. لا تتمتع الروبوتات بمعدل سرعة إلى عزم الدوران مرغوب فيه.
  • في الروبوتات ، يكون العزم أفضل من السرعة. مع التروس ، من الممكن استبدال السرعة العالية بعزم دوران أفضل. تتناسب الزيادة في عزم الدوران عكسياً مع انخفاض السرعة.
موجهة DC موتورز

موجهة DC موتورز

تخفيض السرعة في محرك DC موجه

يتكون تقليل السرعة في التروس من ترس صغير يقود ترسًا أكبر. قد تكون هناك مجموعات قليلة من مجموعات تروس التخفيض هذه في علبة تروس التخفيض.

تخفيض السرعة في محرك DC الموجه

تخفيض السرعة في محرك DC الموجه

في بعض الأحيان ، يكون الهدف من استخدام محرك تروس هو تقليل سرعة عمود الدوران للمحرك في الجهاز الذي يتم تشغيله ، على سبيل المثال في ساعة كهربائية صغيرة حيث قد يتحول المحرك المتزامن الصغير عند 1200 دورة في الدقيقة ومع ذلك ينخفض ​​إلى دورة واحدة في الدقيقة للقيادة عقرب الثواني ومقلص بشكل أكبر في آلية الساعة لدفع عقارب الدقائق والساعات. هنا يكون مقدار القوة الدافعة غير ذي صلة طالما أنها كافية للتغلب على التأثيرات الاحتكاكية لآلية الساعة.

سلسلة محرك DC

محرك السلسلة هو محرك من سلسلة DC حيث يتم توصيل لف المجال داخليًا في سلسلة بملف المحرك. يوفر المحرك المتسلسل عزم دوران عاليًا ولكن يجب عدم تشغيله مطلقًا بدون حمل وهو قادر على تحريك أحمال عمود الدوران الكبيرة جدًا عند تنشيطه لأول مرة. تُعرف المحركات المتسلسلة أيضًا باسم محرك الجرح المتسلسل.

في سلسلة المحركات ، ترتبط اللفات الميدانية في سلسلة مع المحرك. تختلف شدة المجال مع التقدم في تيار المحرك. في الوقت الذي يتم فيه تقليل سرعته عن طريق الحمل ، يقوم المحرك المتسلسل بتقديم عزم دوران ممتاز. عزم بدء التشغيل أكثر من أنواع مختلفة من محركات DC.

يمكن أن يشع بسهولة أكبر الحرارة التي تراكمت في اللف بسبب كمية كبيرة من التيار الذي يتم حمله. تنتقل سرعتها بشكل كبير بين الحمولة الكاملة وعدم التحميل. عند إزالة الحمل ، تزداد سرعة المحرك ، وينخفض ​​التيار عبر المحرك والملفات الميدانية. تعتبر عملية التفريغ للآلات الكبيرة خطرة.

سلسلة المحركات

سلسلة المحركات

ينخفض ​​التيار من خلال المحرك والملفات الميدانية ، وتضعف قوة خطوط التدفق من حولهم. إذا تم تقليل قوة خطوط التدفق حول الملفات بنفس معدل التيار المتدفق من خلالها ، فسيقل كلاهما بنفس المعدل عند

التي تزداد سرعة المحرك.

مزايا

تشمل مزايا سلسلة المحركات ما يلي.

  • عزم بدء تشغيل ضخم
  • بناء بسيط
  • التصميم سهل
  • الصيانة سهلة
  • فعاله من حيث التكلفه

التطبيقات

يمكن لسلسلة المحركات إنتاج قوة دوران هائلة ، عزم الدوران من حالة الخمول. هذه الخاصية تجعل المحركات المتسلسلة مناسبة للأجهزة الكهربائية الصغيرة ، والمعدات الكهربائية متعددة الاستخدامات ، وما إلى ذلك. المحركات المتسلسلة غير مناسبة عند الحاجة إلى سرعة ثابتة. والسبب هو أن سرعة المحركات المتسلسلة تختلف اختلافًا كبيرًا باختلاف الأحمال.

محرك تحويلة

محركات التحويلة عبارة عن محركات تحويلية تعمل بالتيار المستمر ، حيث يتم تحويل اللفات الميدانية إلى أو متصلة بالتوازي مع ملف المحرك للمحرك. يتم استخدام محرك تحويل التيار المستمر بشكل شائع بسبب أفضل تنظيم للسرعة. ومن هنا أيضًا ، يتم تقديم كل من ملف المحرك وملفات المجال إلى نفس جهد الإمداد ، ومع ذلك ، هناك فروع منفصلة لتيار تيار المحرك وتيار المجال.

يتميز محرك التحويل بخصائص عمل مميزة إلى حد ما مقارنة بالمحرك المتسلسل. نظرًا لأن ملف حقل التحويل مصنوع من سلك دقيق ، فلا يمكنه إنتاج تيار كبير لبدء التشغيل مثل حقل السلسلة. هذا يعني أن محرك التحويل لديه عزم دوران منخفض للغاية ، مما يتطلب أن يكون حمل العمود ضئيلًا جدًا.

محرك تحويلة

محرك تحويلة

عندما يتم تطبيق الجهد على محرك التحويل ، تتدفق كمية منخفضة جدًا من التيار عبر ملف التحويل. يشبه المحرك الخاص بمحرك التحويل سلسلة المحرك وسوف يسحب التيار لإنتاج مجال مغناطيسي قوي. نظرًا لتفاعل المجال المغناطيسي حول المحرك والحقل الناتج حول مجال التحويل ، يبدأ المحرك في الدوران.

مثل المحرك المتسلسل ، عندما يبدأ المحرك في الدوران ، فإنه ينتج EMF. سوف يتسبب EMF الخلفي في أن يبدأ التيار في المحرك في التقلص إلى مستوى صغير جدًا. يرتبط مقدار التيار الذي سيرسمه المحرك ارتباطًا مباشرًا بحجم الحمولة عندما يصل المحرك إلى السرعة الكاملة. نظرًا لأن الحمل صغير بشكل عام ، سيكون تيار المحرك صغيرًا.

مزايا

تشمل مزايا محرك التحويلة ما يلي.

  • أداء تحكم بسيط ، ينتج عنه مستوى عالٍ من المرونة لحل مشكلات محرك الأقراص المعقدة
  • التوافر العالي ، وبالتالي الحد الأدنى من جهود الخدمة المطلوبة
  • مستوى عالٍ من التوافق الكهرومغناطيسي
  • تشغيل سلس للغاية ، وبالتالي انخفاض الضغط الميكانيكي للنظام الكلي وعمليات التحكم الديناميكي العالية
  • نطاق تحكم واسع وسرعات منخفضة ، وبالتالي يمكن استخدامه عالميًا

التطبيقات

تعد محركات Shunt DC مناسبة جدًا للتطبيقات التي تعمل بالحزام. يتم استخدام محرك السرعة الثابتة هذا في التطبيقات الصناعية والسيارات مثل أدوات الآلات وآلات اللف / فك اللفة حيث يلزم قدر كبير من دقة عزم الدوران.

دي سي كومباوند موتورز

تشتمل محركات DC المركبة على حقل تحويل متحمس منفصل له عزم دوران ممتاز ولكنه يواجه مشكلات في تطبيقات السرعة المتغيرة. يمكن توصيل المجال في هذه المحركات في سلسلة من خلال المحرك بالإضافة إلى مجال التحويل الذي يكون متحمسًا بشكل منفصل. يعطي مجال السلسلة عزم دوران فائقًا لبدء التشغيل بينما يوفر حقل التحويل تنظيمًا محسنًا للسرعة. ولكن ، يتسبب حقل السلسلة في حدوث مشكلات في التحكم داخل تطبيقات محرك السرعة المتغيرة ولا يتم استخدامه عادةً في محركات الأقراص رباعية الدفع.

متحمس بشكل منفصل

كما يوحي الاسم ، يتم تنشيط ملفات المجال خلاف ذلك من خلال مصدر منفصل للتيار المستمر. الحقيقة الفريدة لهذه المحركات هي أن تيار المحرك لا يتم توفيره في جميع ملفات المجال ، لأن لف الحقل يتم تعزيزه من مصدر تيار خارجي منفصل للتيار المستمر. معادلة عزم الدوران لمحرك التيار المستمر هي Tg = Ka φ Ia ، في هذه الحالة ، يتم تغيير عزم الدوران من خلال تغيير التدفق المتدفق 'φ' ومستقلًا عن تيار المحرك 'Ia'.

متحمس للذات

كما يوحي الاسم ، في هذا النوع من المحركات ، يمكن توفير التيار داخل اللفات من خلال المحرك وإلا فإن الآلة نفسها. علاوة على ذلك ، يتم فصل هذا المحرك إلى سلسلة محرك الجرح والتحويلة.

محرك DC مغناطيسي دائم

يشتمل محرك PMDC أو محرك DC ذو المغناطيس الدائم على لف حديد التسليح. تم تصميم هذه المحركات بمغناطيس دائم عن طريق وضعها على الهامش الداخلي لقلب الجزء الثابت لتوليد تدفق المجال. من ناحية أخرى ، يشتمل الدوار على المحرك التقليدي للتيار المستمر بما في ذلك الفرش ومقاطع المبدل.

في محرك DC ذو مغناطيس دائم ، يمكن تشكيل المجال المغناطيسي من خلال مغناطيس دائم. لذلك ، لا يتم استخدام تيار الإدخال للإثارة التي تستخدم في مكيفات الهواء ، والمساحات ، ومبتدئين السيارات ، إلخ.

توصيل محرك DC مع متحكم

لا تستطيع المتحكمات الدقيقة قيادة المحركات مباشرة. لذلك نحن بحاجة إلى نوع من السائقين للتحكم في سرعة واتجاه المحركات. سوف تعمل محركات المحركات كأجهزة اتصال بين الميكروكونترولر والمحركات . تعمل محركات المحركات كمكبرات صوت حالية لأنها تأخذ إشارة تحكم منخفضة التيار وتوفر إشارة تيار عالية. تُستخدم إشارة التيار العالي هذه لدفع المحركات. يعد استخدام شريحة L293D طريقة سهلة للتحكم في المحرك باستخدام متحكم دقيق. يحتوي على دائرتين سائق H-bridge داخليًا.

تم تصميم هذه الشريحة للتحكم في محركين. يحتوي L293D على مجموعتين من الترتيبات حيث تحتوي مجموعة واحدة على مدخل 1 ، ومدخل 2 ، ومخرج 1 ، ومخرج 2 ، مع دبوس تمكين بينما مجموعة أخرى بها مدخل 3 ، ومدخل 4 ، ومخرج 3 ، ومخرج 4 مع دبوس تمكين آخر. هذا فيديو متعلق بـ L293D

فيما يلي مثال لمحرك DC متصل بالميكروكونترولر L293D.

تم ربط محرك DC مع متحكم L293D

تم ربط محرك DC مع متحكم L293D

يحتوي L293D على مجموعتين من الترتيبات حيث تحتوي مجموعة واحدة على الإدخال 1 ، والمدخل 2 ، والمخرج 1 ، والمخرج 2 ومجموعة أخرى بها المدخل 3 ، والمدخل 4 ، والمخرج 3 ، والمخرج 4 ، وفقًا للرسم البياني أعلاه ،

  • إذا كان الدبوس رقم 2 و 7 مرتفعًا ، فإن الدبوس رقم 3 و 6 مرتفعان أيضًا. إذا كان التمكين 1 ورقم التعريف الشخصي 2 مرتفعًا مع ترك رقم التعريف الشخصي 7 منخفضًا ، ثم يدور المحرك في الاتجاه الأمامي.
  • إذا كان التمكين 1 والرقم 7 مرتفعًا مع ترك رقم الدبوس 2 منخفضًا ، فسيتم تدوير المحرك في الاتجاه العكسي.

لا تزال محركات التيار المستمر موجودة اليوم في العديد من التطبيقات الصغيرة مثل الألعاب ومحركات الأقراص أو بأحجام كبيرة لتشغيل مصانع درفلة الصلب وآلات الورق.

معادلات محرك التيار المستمر

حجم التدفق من ذوي الخبرة

F = BlI

حيث ، ب- كثافة التدفق بسبب التدفق الناتج عن ملفات المجال

ل- الطول النشط للموصل

I- التيار يمر من خلال الموصل

أثناء دوران الموصل ، يتم إحداث EMF والذي يعمل في اتجاه معاكس للجهد المزود. يتم إعطاؤه كـ

معادلة

حيث ، Ø- Fluz بسبب اللفات الميدانية

ع- عدد الأعمدة

أ-أ ثابت

N - سرعة المحرك

ض- عدد الموصلات

جهد الإمداد ، V = Eب+ أناإلىرإلى

تم تطوير عزم الدوران

فورمولا 1وبالتالي فإن عزم الدوران يتناسب طرديًا مع تيار المحرك.

تختلف السرعة أيضًا باختلاف تيار المحرك ، وبالتالي يعتمد عزم الدوران وسرعة المحرك بشكل غير مباشر على بعضهما البعض.

بالنسبة لمحرك تحويل التيار المستمر ، تظل السرعة ثابتة تقريبًا حتى إذا زاد عزم الدوران من عدم وجود حمل إلى حمل كامل.

بالنسبة لمحرك من سلسلة DC ، تقل السرعة مع زيادة عزم الدوران من عدم وجود حمل إلى حمل كامل.

وبالتالي يمكن التحكم في عزم الدوران بتغيير السرعة. يتم تحقيق التحكم في السرعة إما عن طريق

  • تغيير التدفق عن طريق التحكم في التيار من خلال لف الحقل - طريقة التحكم في التدفق. بهذه الطريقة ، يتم التحكم في السرعة فوق سرعتها المقدرة.
  • التحكم في جهد المحرك - يوفر تحكمًا في السرعة أقل من سرعته العادية.
  • التحكم في جهد الإمداد - يوفر التحكم في السرعة في كلا الاتجاهين.

4 عملية الربع

بشكل عام ، يمكن للمحرك أن يعمل في 4 مناطق مختلفة. ال تشغيل رباعي لمحرك التيار المستمر يتضمن ما يلي.

  • كمحرك في اتجاه أمامي أو في اتجاه عقارب الساعة.
  • كمولد في الاتجاه الأمامي.
  • كمحرك في اتجاه عكسي أو عكس اتجاه عقارب الساعة.
  • كمولد في الاتجاه العكسي.
4 تشغيل رباعي لمحرك DC

4 تشغيل رباعي لمحرك DC

  • في الربع الأول ، يقود المحرك الحمولة مع كل من السرعة وعزم الدوران في اتجاه إيجابي.
  • في الربع الثاني ، ينعكس اتجاه عزم الدوران ويعمل المحرك كمولد
  • في الربع الثالث ، يقود المحرك الحمولة بسرعة وعزم دوران في اتجاه سلبي.
  • في 4ذرباعي ، يعمل المحرك كمولد في الوضع العكسي.
  • في الربع الأول والثالث ، يعمل المحرك في كلا الاتجاهين الأمامي والخلفي. على سبيل المثال ، المحركات الموجودة في الرافعات لرفع الحمولة وإزالتها أيضًا.

في الربع الثاني والرابع ، يعمل المحرك كمولد في الاتجاهين الأمامي والخلفي على التوالي ، ويوفر الطاقة مرة أخرى إلى مصدر الطاقة. وبالتالي فإن طريقة التحكم في تشغيل المحرك ، لجعله يعمل في أي من الأرباع الأربعة هي من خلال التحكم في سرعته واتجاه الدوران.

يتم التحكم في السرعة إما عن طريق تغيير جهد المحرك أو إضعاف المجال. يتم التحكم في اتجاه عزم الدوران أو اتجاه الدوران من خلال تغيير المدى الذي يكون فيه الجهد المطبق أكبر من أو أقل من emf الخلفي.

الأخطاء الشائعة في محركات التيار المستمر

من المهم معرفة وفهم أعطال وأعطال المحرك لوصف أنسب أجهزة السلامة لكل حالة. هناك ثلاثة أنواع من أعطال المحركات مثل الميكانيكية والكهربائية والميكانيكية التي تتحول إلى كهربائية. تشمل حالات الفشل الأكثر تكرارًا ما يلي ،

  • انهيار العزل
  • ارتفاع درجة الحرارة
  • الزائدة
  • فشل التحمل
  • اهتزاز
  • دوار مقفل
  • اختلال رمح
  • الجري العكسي
  • اختلال المرحلة

تشمل الأخطاء الأكثر شيوعًا التي تحدث داخل محركات التيار المتردد ، وكذلك محركات التيار المستمر ، ما يلي.

  • عندما لا يتم تركيب المحرك بشكل صحيح
  • عندما يتم حظر المحرك من خلال الأوساخ
  • عندما يحتوي المحرك على الماء
  • عندما يكون المحرك محمومًا

محرك 12 فولت تيار مستمر

محرك 12 فولت DC غير مكلف وصغير وقوي ويستخدم في العديد من التطبيقات. يعد اختيار محرك التيار المستمر المناسب لتطبيق معين مهمة صعبة ، لذلك من الضروري للغاية العمل من خلال الشركة بالضبط. أفضل مثال على هذه المحركات هو METMotors ، لأنها تصنع محركات PMDC (مغناطيس دائم DC) بجودة عالية لأكثر من 45 عامًا.

كيف تختار المحرك المناسب؟

يمكن اختيار محرك بجهد 12 فولت يعمل بالتيار المستمر بسهولة شديدة من خلال METmotors لأن المتخصصين في هذه الشركة سيقومون أولاً بدراسة التطبيق الصحيح الخاص بك وبعد ذلك يأخذون في الاعتبار العديد من الخصائص بالإضافة إلى المواصفات لضمان الانتهاء من أفضل منتج ممكن.
يعد جهد التشغيل أحد خصائص هذا المحرك.

بمجرد أن يتم تشغيل المحرك بالطاقة من خلال البطاريات ، يتم اختيار جهد التشغيل المنخفض عادةً لأن عدد الخلايا الأقل ضروريًا للحصول على الجهد المحدد. ولكن عند الفولتية العالية ، يكون محرك التيار المستمر أكثر كفاءة. على الرغم من ذلك ، يمكن تحقيق تشغيله باستخدام 1.5 فولت تصل إلى 100 فولت. المحركات الأكثر استخدامًا هي 6 فولت و 12 فولت و 24 فولت. المواصفات الرئيسية الأخرى لهذا المحرك هي السرعة ، تيار التشغيل ، الطاقة وعزم الدوران.

تعد محركات 12V DC مثالية للتطبيقات المختلفة من خلال مصدر تيار مستمر يتطلب عزم دوران بالإضافة إلى بدء تشغيل عالي. تعمل هذه المحركات بسرعات أقل مقارنة بجهد المحرك الآخر.
تختلف ميزات هذا المحرك بشكل أساسي بناءً على الشركة المصنعة بالإضافة إلى التطبيق.

  • سرعة المحرك 350rpm إلى 5000 rpm
  • يتراوح عزم الدوران المقدر لهذا المحرك من 1.1 إلى 12.0 رطل
  • تتراوح الطاقة الناتجة لهذا المحرك من 01 حصانًا إلى 21 حصانًا
  • أحجام الإطارات 60 مم ، 80 مم ، 108 مم
  • فرش قابلة للاستبدال
  • العمر الافتراضي للفرشاة هو 2000+ ساعة

رجوع EMF في محرك DC

بمجرد ترتيب الموصل الحامل للتيار في مجال مغناطيسي ، فإن عزم الدوران سوف يحفز على الموصل وسيقوم عزم الدوران بتدوير الموصل الذي يقطع تدفق المجال المغناطيسي. استنادًا إلى ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي بمجرد أن يقطع الموصل المجال المغناطيسي ، ثم يحفز EMF داخل الموصل.

يمكن تحديد اتجاه EMF المستحث من خلال قاعدة اليد اليمنى لـ Flemming. وفقًا لهذه القاعدة ، إذا أمسكنا بإصبعنا المصغر والفهرس والوسطى بزاوية 90 درجة ، فإن السبابة ستشير بعد ذلك إلى طريق المجال المغناطيسي. هنا ، يمثل إصبع الإبهام طريقة حركة الموصل ويشير الإصبع الأوسط إلى EMF المستحث فوق الموصل.

من خلال تطبيق قاعدة Flemming اليمنى ، يمكننا ملاحظة أن اتجاه emf المستحث هو عكس الجهد المطبق. لذلك يُطلق على emf اسم emf الخلفي أو emf المضاد. يمكن إجراء تطوير emf الخلفي في سلسلة من خلال الجهد المطبق ، ومع ذلك ، عكس الاتجاه ، أي أن emf الخلفي يقاوم تدفق التيار الذي يسببه.

يمكن إعطاء مقدار emf الخلفي من خلال تعبير مشابه مثل ما يلي.

إب = NP Z / 60A

أين

'Eb' هو EMF المستحث بالمحرك ويسمى Back EMF

'أ' هو لا. من الممرات المتوازية في جميع أنحاء المحرك بين فرش القطبية العكسية

'P' هو لا. من الأعمدة

'N' هي السرعة

'Z' هو العدد الصحيح للموصلات داخل المحرك

'ϕ' هو تدفق مفيد لكل عمود.

في الدائرة أعلاه ، يكون مقدار emf الخلفي منخفضًا دائمًا مقارنة بالجهد المطبق. التباين بين الاثنين يكاد يكون مكافئًا بمجرد أن يعمل محرك التيار المستمر في ظل الظروف المعتادة. سيحدث التيار على محرك التيار المستمر بسبب العرض الرئيسي. يمكن التعبير عن العلاقة بين العرض الرئيسي ، التيار الكهرومغناطيسي الخلفي وتيار المحرك على أنه Eb = V - IaRa.

تطبيق للتحكم في تشغيل محرك DC في 4 أجزاء

يمكن التحكم في تشغيل محرك التيار المستمر في 4 أرباع باستخدام متحكم دقيق مع 7 مفاتيح.

4 تحكم رباعي

4 تحكم رباعي

حالة 1: عند الضغط على مفتاح البدء واتجاه عقارب الساعة ، يعطي المنطق في وحدة التحكم الدقيقة ناتجًا منطقيًا منخفضًا إلى الطرف 7 ومنطقًا مرتفعًا إلى pin2 ، مما يجعل المحرك يدور في اتجاه عقارب الساعة ويعمل في 1شارعرباعي. يمكن تغيير سرعة المحرك بالضغط على مفتاح PWM ، مما يتسبب في تطبيق نبضات متفاوتة المدة على دبوس التمكين الخاص بالمحرك IC ، وبالتالي تغيير الجهد المطبق.

الحالة 2: عند الضغط على الفرامل الأمامية ، يطبق منطق وحدة التحكم الدقيقة منطقًا منخفضًا على pin7 ومنطقًا مرتفعًا إلى الطرف 2 ويميل المحرك إلى العمل في اتجاهه العكسي ، مما يتسبب في توقفه على الفور.

بطريقة مماثلة ، يؤدي الضغط على مفتاح عكس اتجاه عقارب الساعة إلى تحرك المحرك في الاتجاه العكسي ، أي يعمل في 3بحث وتطويررباعي ، والضغط على مفتاح الفرامل العكسي يتسبب في توقف المحرك على الفور.

وبالتالي من خلال البرمجة المناسبة للميكروكونترولر ومن خلال المفاتيح ، يمكن التحكم في تشغيل المحرك في كل اتجاه.

وبالتالي ، كل هذا يتعلق بنظرة عامة على محرك التيار المستمر. ال مزايا محرك التيار المستمر هل توفر تحكمًا ممتازًا في السرعة للتسريع والتباطؤ ، وتصميم سهل الفهم ، وتصميم محرك بسيط ورخيص. إليك سؤال لك ، ما هي عيوب محرك التيار المستمر؟

اعتمادات الصورة: