Електромотор истосмјерне струје
 Електромотор и његова унутрашњост | |
| Тип компоненте | пасивна (електромагнет) |
|---|---|
| Принцип рада | електромагнетска индукција |
| Изумитељ | Мицхаел Фарадаy (1821) Зéнобе Грамме (1873) |
| Прва производња | 1873. |
| Пинови | плус и минус |
| Електронски симбол | |
 Електромотор у струјном колу | |
Електромотор једносмерне струје (DC мотор) је уређај који претвара електричну енергију у механичку, односно у вртење.
Главна предност једносмерних мотора у односу на наизменичне је лакше управљање брзином, моментом и смером обртања.[1] Брзина обртања мотора овиси о комбинацији напона и струје, те о оптерећењу. Брзина мотора пропорционална је напону, док је момент пропорционалан струји. Због ових својстава, истосмјерни мотор често се употребљава у погонима који захтијевају управљање брзином. Брзина мотора се може мијењати промјеном отпора арматуре, или упорабом промјењивог напонског извора.[2]
Електромотор може радити и као генератор истосмјерне струје, ако се покреће вањском силом. Ако се његов ротор споји с извором ротације, на изводима ће се индуцирати напон. Својствен дио истосмјерног мотора је колектор, па се назива и колекторски мотор.
Повијест
[уреди | уреди извор]Најједноставнији истосмјерни мотор је 1821. открио Мицхаел Фарадаy. Тај се мотор састојао од слободног завоја жице који је слободно плутао на слоју живе, а у чијем се средишту налазио магнет. Када се кроз завој жице пропустила истосмјерна струја око завоја се створило магнетско поље услијед чега се жица почела окретати око магнета. Истосмјерни мотор (енг. DC мотор), какав данас познајемо случајно је 1873. открио Зéнобе Грамме када је на динамо који је производио струју спојио други динамо који се почео окретати као мотор.
Начело рада
[уреди | уреди извор]_80_degree_split_ring.gif?lang=sh)
Основни принцип рада је да сила дјелује на електрични водич када њиме у магнетском пољу протјече електрична струја, а у водичу се индуцира електрични напон када се гиба у магнетском пољу (електромагнетска индукција).
Мотори једносмерне струје се, у основи, састоје од електромагнета на осовини која ротира између два стална магнета.[3] Позитиван и негативан пол напајања повезују се тако да сваки крај електромагнета има исти поларитет као сталан магнет поред њега. Исти полови магнета међусобно се одбијају. То одбијање покреће електромагнет и изазива обртање осовине. Како се осовина обрће, тако позитивна и негативна веза електромагнета мењају места, па магнети настављају да „гурају“ осовину. Једноставан механизам састављен од комутатора (точкића код кога је сваки сегмент повезан с различитим крајем електромагнета) и четкица које додирују комутатор, узрокује промену веза. Комутатор се обрће заједно са осовином док су четкице стационарне, с тим да је једна повезана с позитивним полом напајања а друга с негативним. Док осовина комутатор ротира, мења се сегмент који је у контакту са сваком четкицом. Тако се мењају крајеви електромагнета повезани с позитивним, односно негативним напоном.[3]
Протјецањем истосмјерне струје кроз водич који се налази у магнетском пољу ствара се, према правилу лијеве руке, сила која ствара момент који закреће ротор. Електрична веза између ротора и извора струје се остварује тако да се извор споји на графитне четкице које клижу по комутатору. Приликом преласка четкице с једне на другу ламелу комутатора, постоји тренутак када се извор налази у кратком споју услијед чега долази до искрења четкица. Искрење четкица доводи до полаганог уништавања графитних четкица, до оксидације и трошења комутатора, па је то главни недостатак ове врсте мотора. Искрење се појачава ако се повећава: брзина окретања мотора (број окретаја), електрични напон, оптерећење, односно струја као посљедица повећања напона или оптерећења. Искрење осим самог уништавања комутатора и четкица за посљедицу има и стварање чујног и електричног шума.
Формула
[уреди | уреди извор]Индуцирани електрични напон У може се израчунати следећом формулом:
гдје је:
- Б - магнетска индукција (густоћа магнетског тока), изражено у теслама,
- л - дужина водича који се гиба у магнетском пољу, у метрима и
- в - брзина водича у м/с; што је брзина већа, то ће бити и већи број пресјечених магнетских силница у секунди.
Магнетско поље је посредник претворбе енергије, а могуће га је стварати и одржавати електричним струјама или трајним магнетима.
Карактеристике
[уреди | уреди извор]У каталозима произвођача обично се наводи неколико спецификација мотора. Две кључне ставке које морате узети у обзир јесу:
- Брзина: Изражена у обртајима у минуту (енгл. револутионс пер минуте, рпм). Потребна брзина зависи од предвиђене намене. Примера ради, када желите да направите модел аутомобила, потребна је брзина од 60 обртаја у минуту - тада ће мотор окретати точкове једном у секунди.
- Радни напон: Радни напон се наводи као опсег дозвољених напона. У електронским пројектима се уобичајено користи мотор који ради у опсегу од 4,5 до 12 волти. Обратите пажњу и на номинални напон и наведени број обртаја у минуту. Мотор се окреће наведеном брзином када се напаја номиналним напоном. Ако је напон мањи од номиналног, мотор се окреће спорије.[3]
Мотори једносмерне струје имају два извода (или терминала за који се повезују жице) - по један за позитиван и негативан напон напајања. Мотор се покреће довођењем једносмерног напона, а зауставља искључивањем напона.
Примена
[уреди | уреди извор]
Због могућности континуиране промјене брзине окретања истосмјерни се мотор користи у индустрији те за погон трачних и неких посебних возила (трамваја, локомотива, електромобила и друго). Брзина се мијења на разне начине, а у сувременим се погонима управља рачуналом. Због могућности напајања из акумулаторских батерија, истосмјерни се мотор користи и као покретач мотора с унутарњим изгарањем (на примјер у аутомобилима и дизелским агрегатима). Ипак, због израде комутатора и његова одржавања те хабања четкица и попратног искрења, истосмјерни се мотор, с обзиром на набавну цијену и погонску поузданост, мање користи него кавезни асинкрони мотор.[4]
Мотор једносмерне струје се такође користи за вибрирање паметних телефона. Такав мотор претвара електричну енергију ускладиштену у батерији у кретање.[3]
Електромотор без четкица
[уреди | уреди извор]Због недостатака које узрокује комутатор у новије вријеме развијен је истосмјерни мотор без четкица (енг. Брусхлесс DC елецтриц мотор) који на ротору има перманентни магнет, док се кроз статорске намоте пропушта струја која доводи до закретања ротора. Струјом која пролази кроз статорске намоте се управља електроничким склопом, такозваним електроничким комутатором или инвертером, који замјењује класични комутатор. Да би се могло исправно одредити кроз који намот ће електронички комутатор послати струју, и струју којег смјера, такав мотор мора имати сензор положаја ротора на основу чега се управља радом самог комутатора.
Извори
[уреди | уреди извор]- ↑ DC Електромотори
- ↑ Велимир Круз: "Техничка физика за техничке школе", "Школска књига" Загреб, 1969.
- ↑ 3,0 3,1 3,2 3,3 Гордон МцЦомб и Еарл Боyсен, Електроника за неупућене (стр. 102), Београд, 2007.
- ↑ електрични мотор (електромотор), [1] "Хрватска енциклопедија", Лексикографски завод Мирослав Крлежа, www.енциклопедија.хр, 2017.
