DC motor vs DC generátor
Az egyenáramú motor és az egyenáramú generátor alapvető belső felépítése megegyezik, és a Faraday-féle indukciós törvények szerint működik. Az egyenáramú motor működése azonban eltér az egyenáramú generátor kezelőitől. Ez a cikk közelebbről megvizsgálja az egyenáramú motor és a generátor felépítését, valamint mindkettő működését, és végül kiemeli az egyenáramú motor és a generátor közötti különbséget.
További információ az egyenáramú generátorról
A generátoroknak két tekercselemük van; az egyik az armatúra, amely elektromágneses indukcióval állítja elő az elektromosságot, a másik pedig a Field Component, amely statikus mágneses teret hoz létre. Amikor az armatúra a mezőhöz képest elmozdul, a körülötte lévő fluxusváltozás miatt áram indukálódik. Az áramot indukált áramnak, az azt meghajtó feszültséget pedig elektromotoros erőnek nevezik. Az ehhez a folyamathoz szükséges ismétlődő relatív mozgást úgy kapjuk meg, hogy az egyik komponenst a másikhoz képest elforgatjuk. A forgó részt rotornak, az álló részt pedig állórésznek nevezzük. A forgórész armatúraként van kialakítva, a terepi alkatrész pedig az állórész. Ahogy a forgórész mozog, a fluxus a forgórész és az állórész relatív helyzetétől függően változik, ahol az armatúrához kapcsolt mágneses fluxus fokozatosan változik, és megváltoztatja a polaritást.
Az armatúra érintkezőkapcsai konfigurációjának enyhe változtatása olyan kimenetet tesz lehetővé, amely nem változtatja meg a polaritást. Az ilyen generátort egyenáramú generátornak nevezik. A kommutátor, az armatúra érintkezőkhöz hozzáadott kiegészítő alkatrész biztosítja, hogy az áramkörben az áram polaritása az armatúra minden félciklusában megváltozzon.
Az armatúra kimeneti feszültsége szinuszos hullámformává válik, mivel a mező polaritása az armatúrához képest ismétlődően változik. A kommutátor lehetővé teszi az armatúra érintkezőinek külső áramkörre történő cseréjét. Kefék vannak rögzítve az armatúra érintkezőihez, és csúszógyűrűket használnak az armatúra és a külső áramkör közötti elektromos kapcsolat megtartására. Amikor az armatúraáram polaritása megváltozik, azt a másik csúszógyűrűvel való érintkezés megváltoztatása ellensúlyozza, ami lehetővé teszi az áram azonos irányú áramlását.
Ezért a külső áramkörön áthaladó áram olyan áram, amely nem változtatja meg a polaritást az idő múlásával, innen ered az egyenáram elnevezés. Az áram azonban időben változó, impulzusoknak tekinthető. A hullámzás ellensúlyozására feszültség- és áramszabályozást kell végezni.
További információ az egyenáramú motorról
Az egyenáramú motor fő részei hasonlóak a generátoréhoz. A forgórész egy forgó alkatrész, az állórész pedig az álló alkatrész. Mindkettő tekercsekkel rendelkezik, amelyek mágneses mezőt hoznak létre, és a mágneses mező taszítása mozgásra készteti a rotort. Az áramot csúszógyűrűkön keresztül juttatják a rotorhoz, vagy állandó mágneseket használnak. A forgórész kinetikus energiája, amely a rotorhoz csatlakoztatott tengelyre jut, és a generált nyomaték a gép hajtóerejeként működik.
Kétféle egyenáramú motort használnak, ezek a szálcsiszolt egyenáramú villanymotor és a kefe nélküli egyenáramú villanymotor. Az egyenáramú generátorok és egyenáramú motorok működésének alapvető fizikai elve ugyanaz.
A kefés motorokban keféket használnak a forgórész tekercselésével való elektromos kapcsolat fenntartására, és a belső kommutáció megváltoztatja az elektromágnes polaritását, hogy fenntartsa a forgó mozgást. Az egyenáramú motorokban állórészként állandó vagy elektromágneseket használnak. Egy praktikus egyenáramú motorban az armatúra tekercselése számos tekercsből áll, amelyek mindegyike a p pólusok forgórészének 1/p-éig terjed. Kis motorokban a tekercsek száma akár hat is lehet, míg a nagy motoroknál akár 300 is lehet. A tekercsek mindegyike sorba van kötve, és minden csomópont egy kommutátorrúdhoz van kötve. A pólusok alatti összes tekercs hozzájárul a nyomatéktermeléshez.
Kis egyenáramú motorokban a tekercsek száma alacsony, és két állandó mágnest használnak állórészként. Ha nagyobb nyomatékra van szükség, a tekercsek száma és a mágnes erőssége nő.
A második típus a kefe nélküli motorok, amelyek állandó mágnesekkel rendelkeznek, mivel a rotor és az elektromágnesek a rotorban vannak elhelyezve. Egy nagy teljesítményű tranzisztor feltöltődik és meghajtja az elektromágneseket.
Mi a különbség az egyenáramú motor és az egyenáramú generátor között?
• A motor és a generátor alapvető belső felépítése megegyezik, és a Faraday-féle indukciós törvények szerint működik.
• A generátor mechanikus energiabemenettel rendelkezik, és egyenáramú kimenetet ad, míg a motor egyenáramú bemenettel és mechanikus kimenettel rendelkezik.
• Mindkettő kommutátor mechanizmust használ. Az egyenáramú motorok a kommutátorokat használják a mágneses mező polaritásának megváltoztatására, míg az egyenáramú generátor a polarizáció hatásának ellensúlyozására és az armatúra kimenetének egyenáramú jellé alakítására.
• Ezeket úgy tekinthetjük, mint ugyanazt a kétféle módon működtetett eszközt.
