Что такое двигатель постоянного тока?

Что такое двигатель постоянного тока?

Двигатель постоянного тока — это двигатель, работающий от источника постоянного тока. Обычно это относится к щеточным двигателям.

Существует два типа электричества: постоянный и переменный ток. Постоянный ток — это источник питания, в котором направление тока всегда одно, в то время как переменный ток — это источник питания, в котором направление тока периодически переключается. На английском языке DC означает Direct Current (постоянный ток), а AC — Alternate Current (переменный ток). Они называются DC power supply (источник постоянного тока) и AC power supply (источник переменного тока) соответственно. Поэтому двигатель постоянного тока относится к двигателю, который использует источник постоянного тока.

Применение двигателей постоянного тока

Двигатели постоянного тока широко используются как в промышленных, так и в общих целях. Для общего использования они используются в радиоуправляемых игрушках и моделях автомобилей. Двигатели постоянного тока часто используются в игрушках из-за их простой и недорогой конструкции, а также потому, что их можно питать от сухих батареек.

В промышленных применениях двигатели постоянного тока использовались в двигателях для движения поездов с 1800-х годов. В последние годы двигатели постоянного тока использовались в двигателях для движения электромобилей и двигателях для вращения HDD.

Принцип работы двигателей постоянного тока

Внутри двигателей постоянного тока ротор с намотанной вокруг него катушкой установлен в центре, а статор, поляризованный на полюса N и S, установлен вокруг него.

Когда электрический ток подается на двигатели постоянного тока, в катушке создается магнитное поле в соответствии с законом Флеминга. Когда намагниченные полюса ротора и полюса статора одинаковы, индуцируется отталкивающая сила, а когда они противоположны, индуцируется сила притяжения, заставляющая ротор вращаться.

Реверсирование тока, протекающего через ротор, изменяет силы притяжения и отталкивания, которые повторяются попеременно для вращения ротора в фиксированном направлении. Мощность, необходимая для намагничивания, обеспечивается проводящей щеткой, контактирующей с деталью, называемой коммутатором.

Благодаря своей простой конструкции, двигатель с высокой эффективностью выходного крутящего момента может быть изготовлен дешево. Однако, поскольку коммутатор и щетки вращаются в контакте друг с другом, щетки изнашиваются. Поэтому для небольших щеточных двигателей постоянного тока срок службы щеток равен сроку службы двигателя.

Типы двигателей постоянного тока

Двигатели постоянного тока с постоянными магнитами и двигатели постоянного тока с электромагнитным полем являются двумя основными типами двигателей постоянного тока, хотя в последние годы также стали доступны бесщеточные двигатели постоянного тока.

1. Двигатели постоянного тока с постоянными магнитами

Двигатели постоянного тока с постоянными магнитами используют постоянный магнит в статоре. Ротор представляет собой электромагнит, состоящий из железного сердечника и катушки. Поскольку нет необходимости подавать питание на статор, структура и управление просты.

2. Электромагнитные двигатели постоянного тока

В двигателях постоянного тока с электромагнитным полем и статор, и ротор являются электромагнитами. Поскольку поток поля увеличивается по мере увеличения тока в статоре, эти двигатели используются в двигателях постоянного тока среднего и большого размера.

3. Бесщеточные двигатели постоянного тока

Бесщеточные двигатели постоянного тока используют постоянные магниты в роторе. Смещение ротора считывается магнитным датчиком и контролируется путем изменения магнитного поля, создаваемого статором. Хотя бесщеточные двигатели имеют длительный срок службы и просты в обслуживании из-за отсутствия щеток, они требуют использования источника питания, предназначенного для бесщеточных двигателей постоянного тока.

Другая информация о двигателях постоянного тока

1. Различия между двигателями постоянного тока и двигателями переменного тока

Разница между двигателями постоянного тока и двигателями переменного тока заключается в источнике питания: двигатели постоянного тока приводятся в действие источником постоянного тока, в то время как источник переменного тока приводит в действие двигатели переменного тока. Характеристики каждого из них перечислены ниже.

2. Характеристики двигателей постоянного тока

• Можно использовать питание от батареи в том виде, в котором оно есть
• Стабильные характеристики вращения
• Можно производить с низкой стоимостью
• Высокие характеристики управления крутящим моментом и стабильный отклик
• Неравномерное вращение
• Трудно генерировать высокое напряжение постоянного тока, что затрудняет производство более крупных двигателей

3. Особенности двигателей переменного тока

• Можно использовать коммерческий источник питания в том виде, в котором он есть
• Нет щеток, простая и прочная конструкция
• Легко генерирует высокое напряжение и может быть увеличен в размере
• Скорость вращения постоянна в соответствии с частотой источника питания
• Для управления скоростью вращения требуется устройство VVVF

Источник питания, предоставляемый энергетической компанией, — это переменный ток. При работе двигателей постоянного тока от источника переменного тока выпрямитель (преобразователь) используется для преобразования его в источник постоянного тока.