Ang mga DC motor ay nasa lahat ng dako ng mga makina na matatagpuan sa iba't ibang elektronikong kagamitan na ginagamit sa iba't ibang mga aplikasyon.

Karaniwan, ang mga motor na ito ay inilalagay sa mga kagamitan na nangangailangan ng ilang uri ng kontrol sa pag-ikot o paggawa ng paggalaw.Ang mga direktang kasalukuyang motor ay mahahalagang bahagi sa maraming proyekto sa electrical engineering.Ang pagkakaroon ng isang mahusay na pag-unawa sa pagpapatakbo ng DC motor at regulasyon ng bilis ng motor ay nagbibigay-daan sa mga inhinyero na magdisenyo ng mga application na nakakakuha ng mas mahusay na kontrol sa paggalaw.

Susuriin ng artikulong ito ang mga uri ng DC motor na magagamit, ang kanilang mode ng operasyon, at kung paano makamit ang kontrol sa bilis.

Ano ang DC Motors?

Gaya ngAC motors, ang mga DC motor ay nagko-convert din ng elektrikal na enerhiya sa mekanikal na enerhiya.Ang kanilang operasyon ay ang reverse ng isang DC generator na gumagawa ng isang electric current.Hindi tulad ng AC motors, DC motors ay gumagana sa DC power–non-sinusoidal, unidirectional power.

Pangunahing Konstruksyon

Bagama't ang mga DC motor ay idinisenyo sa iba't ibang paraan, lahat sila ay naglalaman ng mga sumusunod na pangunahing bahagi:

• Rotor (ang bahagi ng makina na umiikot; kilala rin bilang "armature")
• Stator (ang field windings, o "nakatigil" na bahagi ng motor)
• Commutator (maaaring i-brush o brushless, depende sa uri ng motor)
• Field magnets (ibigay ang magnetic field na nagpapaikot sa isang axle na konektado sa rotor)

Sa pagsasagawa, gumagana ang mga DC motor batay sa mga pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga magnetic field na ginawa ng umiikot na armature at ng stator o fixed component.

Isang sensorless DC brushless motor controller.Imahe na ginamit sa kagandahang-loob ngKenzi Mudge.

Prinsipyo ng Pagpapatakbo

Ang mga DC motor ay gumagana sa prinsipyo ng Faraday ng electromagnetism na nagsasaad na ang isang kasalukuyang nagdadala ng conductor ay nakakaranas ng puwersa kapag inilagay sa isang magnetic field.Ayon sa "Kaliwang tuntunin para sa mga de-koryenteng motor" ni Fleming, ang paggalaw ng konduktor na ito ay palaging nasa direksyon na patayo sa kasalukuyang at magnetic field.

Sa matematika, maaari nating ipahayag ang puwersang ito bilang F = BIL (kung saan ang F ay puwersa, B ang magnetic field, I stand for current, at L ang haba ng conductor).

Mga Uri ng DC Motors

Ang mga DC motor ay nahahati sa iba't ibang kategorya, depende sa kanilang konstruksyon.Kabilang sa mga pinakakaraniwang uri ang brushed o brushless, permanent magnet, series, at parallel.

Brushed at Brushless Motors

Isang brushed DC motoray gumagamit ng isang pares ng graphite o carbon brush na para sa pagsasagawa o paghahatid ng kasalukuyang mula sa armature.Ang mga brush na ito ay karaniwang pinananatili malapit sa commutator.Kasama sa iba pang kapaki-pakinabang na pag-andar ng mga brush sa dc motor ang pagtiyak ng walang spark na operasyon, pagkontrol sa direksyon ng kasalukuyang habang umiikot, at pagpapanatiling malinis ang commutator.

Brushless DC motorshindi naglalaman ng carbon o graphite brushes.Karaniwang naglalaman ang mga ito ng isa o higit pang permanenteng magnet na umiikot sa isang nakapirming armature.Sa halip ng mga brush, ang mga motor na walang brush na DC ay gumagamit ng mga electronic circuit upang kontrolin ang direksyon ng pag-ikot at bilis.

Permanenteng Magnet Motors

Ang mga permanenteng magnet na motor ay binubuo ng isang rotor na napapalibutan ng dalawang magkasalungat na permanenteng magnet.Nagbibigay ang mga magnet ng magnetic field flux kapag naipasa ang dc, na nagiging sanhi ng pag-ikot ng rotor sa clockwise o anti-clockwise na direksyon, depende sa polarity.Ang isang pangunahing benepisyo ng ganitong uri ng motor ay na maaari itong gumana sa kasabay na bilis na may pare-pareho ang dalas, na nagbibigay-daan para sa pinakamainam na regulasyon ng bilis.

Serye-sugat na DC Motors

Ang mga motor ng serye ay may mga paikot-ikot na stator (karaniwang gawa sa mga bar na tanso) at mga paikot-ikot na field (copper coils) na magkakasunod.Dahil dito, pantay ang armature current at field currents.Direktang dumadaloy ang mataas na kasalukuyang mula sa supply papunta sa mga paikot-ikot na field na mas makapal at mas kaunti kaysa sa mga shunt motor.Ang kapal ng field windings ay nagpapataas ng load-carrying capacity ng motor at gumagawa din ng malalakas na magnetic field na nagbibigay sa series DC motors ng napakataas na torque.

Shunt DC Motors

Ang isang shunt DC motor ay may armature at field windings na konektado sa parallel.Dahil sa parallel na koneksyon, ang parehong windings ay tumatanggap ng parehong supply boltahe, kahit na sila ay nasasabik nang hiwalay.Ang mga shunt motor ay kadalasang may mas maraming pagliko sa windings kaysa sa mga series na motor na lumilikha ng malalakas na magnetic field sa panahon ng operasyon.Ang mga shunt motor ay maaaring magkaroon ng mahusay na regulasyon ng bilis, kahit na may iba't ibang mga pagkarga.Gayunpaman, kadalasan ay kulang sila sa mataas na panimulang metalikang kuwintas ng mga serye ng motor.

Isang motor at speed control circuit na naka-install sa isang mini drill.Imahe na ginamit sa kagandahang-loob ngDilshan R. Jayakody

Kontrol ng Bilis ng DC Motor

Mayroong tatlong pangunahing paraan upang makamit ang regulasyon ng bilis sa mga serye ng DC motors–kontrol ng flux, kontrol ng boltahe, at kontrol sa paglaban ng armature.

1. Paraan ng Pagkontrol ng Flux

Sa paraan ng pagkontrol ng flux, ang isang rheostat (isang uri ng variable na risistor) ay konektado sa serye sa mga paikot-ikot na field.Ang layunin ng sangkap na ito ay pataasin ang series resistance sa windings na magbabawas sa flux, dahil dito ay tumataas ang bilis ng motor.

2. Paraan ng Regulasyon ng Boltahe

Ang variable na paraan ng regulasyon ay karaniwang ginagamit sa mga shunt dc motor.Mayroong, muli, dalawang paraan upang makamit ang kontrol sa regulasyon ng boltahe:

• Pagkonekta sa shunt field sa isang nakapirming kapana-panabik na boltahe habang nagbibigay ng armature na may iba't ibang mga boltahe (aka maramihang kontrol ng boltahe)
• Pag-iiba-iba ng boltahe na ibinibigay sa armature (aka ang Ward Leonard method)

3. Paraan ng Pagkontrol sa Armature Resistance

Ang kontrol ng paglaban ng armature ay batay sa prinsipyo na ang bilis ng motor ay direktang proporsyonal sa likod ng EMF.Kaya, kung ang supply boltahe at ang armature resistance ay pinananatili sa isang pare-parehong halaga, ang bilis ng motor ay direktang proporsyonal sa armature current.