การพัฒนาทางกลเกือบทุกอย่างที่เราเห็นรอบตัวเราทำได้โดยมอเตอร์ไฟฟ้า เครื่องจักรไฟฟ้าเป็นวิธีการแปลงพลังงาน มอเตอร์ใช้พลังงานไฟฟ้าและผลิตพลังงานกล มอเตอร์ไฟฟ้าถูกนำมาใช้เพื่อขับเคลื่อนอุปกรณ์หลายร้อยรายการที่เราใช้ในชีวิตประจำวัน มอเตอร์ไฟฟ้าแบ่งออกเป็นสองประเภทอย่างกว้าง ๆ ได้แก่ มอเตอร์กระแสตรง (DC) และมอเตอร์กระแสสลับ (AC) ในบทความนี้เราจะพูดถึงมอเตอร์กระแสตรงและการทำงาน และวิธีการทำงานของมอเตอร์กระแสตรงแบบเฟือง

DC Motor คืออะไร?

ถึง DC motor เป็นมอเตอร์ไฟฟ้า ที่ทำงานด้วยไฟฟ้ากระแสตรง ในมอเตอร์ไฟฟ้าการทำงานขึ้นอยู่กับแม่เหล็กไฟฟ้าอย่างง่าย ตัวนำกระแสไฟฟ้าจะสร้างสนามแม่เหล็กเมื่อสิ่งนี้ถูกวางไว้ในสนามแม่เหล็กภายนอกก็จะพบกับแรงที่เป็นสัดส่วนกับกระแสในตัวนำและความแรงของสนามแม่เหล็กภายนอก เป็นอุปกรณ์ที่แปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานกล มันทำงานบนข้อเท็จจริงที่ว่าตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้าวางอยู่ในสนามแม่เหล็กสัมผัสกับแรงที่ทำให้มันหมุนตามตำแหน่งเดิม มอเตอร์กระแสตรงที่ใช้งานได้จริงประกอบด้วยขดลวดสนามเพื่อให้ฟลักซ์แม่เหล็กและเกราะซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวนำ

มอเตอร์กระแสตรงไร้แปรงถ่าน

อินพุตของ มอเตอร์กระแสตรงไร้แปรงถ่าน เป็นกระแส / แรงดันและเอาต์พุตคือแรงบิด การทำความเข้าใจการทำงานของมอเตอร์กระแสตรงนั้นง่ายมากจากแผนภาพพื้นฐานที่แสดงด้านล่าง มอเตอร์กระแสตรงประกอบด้วยสองส่วนหลัก ส่วนที่หมุนเรียกว่าโรเตอร์และส่วนที่หยุดนิ่งเรียกอีกอย่างว่าสเตเตอร์ โรเตอร์หมุนตามสเตเตอร์

โรเตอร์ประกอบด้วยขดลวดขดลวดที่เกี่ยวข้องทางไฟฟ้ากับเครื่องเปลี่ยนกระแสไฟฟ้า รูปทรงเรขาคณิตของแปรงหน้าสัมผัสคอมมิวเตเตอร์และขดลวดของโรเตอร์เป็นเช่นนั้นเมื่อมีการใช้พลังงานขั้วของขดลวดที่มีพลังงานและแม่เหล็กสเตเตอร์จะไม่ตรงแนวและโรเตอร์จะหมุนจนเกือบจะตรงกับแม่เหล็กสนามของสเตเตอร์

เมื่อโรเตอร์ถึงการจัดตำแหน่งแปรงจะเคลื่อนไปยังหน้าสัมผัสสับเปลี่ยนถัดไปและเพิ่มพลังให้กับขดลวดถัดไป การหมุนจะกลับทิศทางของกระแสไฟฟ้าผ่านการหมุนของโรเตอร์ทำให้สนามแม่เหล็กของโรเตอร์พลิกทำให้หมุนไปเรื่อย ๆ

การก่อสร้าง DC Motor

โครงสร้างของมอเตอร์กระแสตรงแสดงไว้ด้านล่าง เป็นสิ่งสำคัญมากที่จะต้องรู้จักการออกแบบก่อนที่จะรู้ว่ามันใช้งานได้จริง ชิ้นส่วนที่สำคัญของมอเตอร์นี้ ได้แก่ กระดองและสเตเตอร์

DC มอเตอร์

ขดลวดกระดองเป็นส่วนที่หมุนในขณะที่ส่วนที่หยุดนิ่งคือสเตเตอร์ ในนี้ขดลวดอาร์มาเจอร์เชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟ DC ซึ่งรวมถึงแปรงและตัวสับเปลี่ยน หน้าที่หลักของคอมมิวเตเตอร์คือการแปลง AC เป็น DC ซึ่งเหนี่ยวนำในกระดอง การไหลของกระแสสามารถจ่ายได้โดยใช้แปรงจากส่วนที่หมุนของมอเตอร์ไปยังโหลดภายนอกที่ไม่ได้ใช้งาน การจัดเรียงกระดองสามารถทำได้ระหว่างสองขั้วของแม่เหล็กไฟฟ้าหรือถาวร

ชิ้นส่วนมอเตอร์ DC

ในมอเตอร์กระแสตรงมีการออกแบบมอเตอร์ที่ได้รับความนิยมแตกต่างกันซึ่งมีให้เลือกใช้เช่นแม่เหล็กถาวรแบบไม่ใช้แปรงซีรีส์แผลผสมตัวปัดหรือตัวปัดที่มีความเสถียร โดยทั่วไปชิ้นส่วนของมอเตอร์กระแสตรงจะเหมือนกันในการออกแบบยอดนิยมเหล่านี้ แต่การทำงานทั้งหมดจะเหมือนกัน ชิ้นส่วนหลักของมอเตอร์กระแสตรงมีดังต่อไปนี้

สเตเตอร์

ชิ้นส่วนที่หยุดนิ่งเช่นสเตเตอร์เป็นหนึ่งในชิ้นส่วนมอเตอร์กระแสตรงซึ่งรวมถึงขดลวดสนาม หน้าที่หลักคือรับอุปทาน

โรเตอร์

โรเตอร์เป็นส่วนไดนามิกของมอเตอร์ที่ใช้ในการสร้างการหมุนเชิงกลของหน่วย

แปรง

แปรงที่ใช้คอมมิวเตเตอร์ส่วนใหญ่ทำงานเป็นสะพานเพื่อแก้ไขวงจรไฟฟ้าที่หยุดนิ่งไปทางโรเตอร์

สับเปลี่ยน

เป็นแหวนแยกที่ออกแบบส่วนทองแดง นอกจากนี้ยังเป็นหนึ่งในชิ้นส่วนที่สำคัญที่สุดของมอเตอร์กระแสตรง

ขดลวดสนาม

ขดลวดเหล่านี้ทำด้วยขดลวดสนามซึ่งเรียกว่าสายทองแดง ขดลวดเหล่านี้จะล้อมรอบช่องที่ดำเนินการผ่านรองเท้าเสา

ขดลวดกระดอง

การสร้างขดลวดเหล่านี้ในมอเตอร์กระแสตรงมีสองประเภทเช่น Lap & Wave

แอก

กรอบแม่เหล็กคล้ายแอกออกแบบด้วยเหล็กหล่อหรือเหล็กกล้าในบางครั้ง มันทำงานเหมือนยาม

เสา

เสาในมอเตอร์ประกอบด้วยสองส่วนหลักเช่นแกนเสาและรองเท้าเสา ชิ้นส่วนที่จำเป็นเหล่านี้เชื่อมต่อกันด้วยแรงไฮดรอลิก & เชื่อมต่อกับแอก

ฟัน / ช่อง

แผ่นซับช่องที่ไม่นำไฟฟ้ามักจะติดอยู่ระหว่างผนังช่องเช่นเดียวกับขดลวดเพื่อความปลอดภัยจากรอยขีดข่วนการรองรับทางกลและฉนวนไฟฟ้าเพิ่มเติม วัสดุแม่เหล็กระหว่างช่องเรียกว่าฟัน

ที่อยู่อาศัยมอเตอร์

ตัวเรือนของมอเตอร์รองรับแปรงตลับลูกปืนและแกนเหล็ก

“การใช้งานหลักสองประการของทรานซิสเตอร์คืออะไร ”

หลักการทำงาน

เครื่องไฟฟ้าที่ใช้ในการแปลงพลังงานจากไฟฟ้าเป็นเครื่องกลเรียกว่ามอเตอร์กระแสตรง หลักการทำงานของมอเตอร์กระแสตรง ก็คือเมื่อตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้าอยู่ภายในสนามแม่เหล็กก็จะสัมผัสกับแรงเชิงกล ทิศทางแรงนี้สามารถตัดสินใจได้ผ่านกฎมือซ้ายของ Flemming และขนาดของมัน

หากนิ้วแรกขยายออกนิ้วที่สองรวมทั้งนิ้วโป้งซ้ายจะอยู่ในแนวตั้งซึ่งกันและกันและนิ้วหลักหมายถึงทิศทางของสนามแม่เหล็กนิ้วถัดไปหมายถึงทิศทางปัจจุบันและนิ้วหัวแม่มือที่เหมือนนิ้วที่สามหมายถึง ทิศทางแรงซึ่งมีประสบการณ์ผ่านตัวนำ

F = BIL นิวตัน

ที่ไหน

‘B’ คือความหนาแน่นของฟลักซ์แม่เหล็ก

‘ฉัน’ เป็นปัจจุบัน

'L' คือความยาวของตัวนำในสนามแม่เหล็ก

เมื่อใดก็ตามที่ให้ขดลวดกระดองเข้าหาแหล่งจ่ายไฟกระแสตรงการไหลของกระแสไฟฟ้าจะถูกตั้งค่าภายในขดลวด สนามแม่เหล็กที่คดเคี้ยวหรือแม่เหล็กถาวรจะให้สนามแม่เหล็ก ดังนั้นตัวนำกระดองจะได้รับแรงเนื่องจากสนามแม่เหล็กตามหลักการที่ระบุไว้ข้างต้น
คอมมูเตเตอร์ได้รับการออกแบบให้เหมือนกับส่วนต่างๆเพื่อให้ได้แรงบิดแบบทิศทางเดียวหรือเส้นทางของแรงจะพลิกกลับทุกครั้งเมื่อวิธีการเคลื่อนที่ของตัวนำกลับด้านภายในสนามแม่เหล็ก ดังนั้นนี่คือหลักการทำงานของมอเตอร์กระแสตรง

ประเภทของมอเตอร์กระแสตรง

มอเตอร์กระแสตรงประเภทต่างๆจะกล่าวถึงด้านล่าง

มอเตอร์กระแสตรงแบบมีเกียร์

มอเตอร์เกียร์มีแนวโน้มที่จะลดความเร็วของมอเตอร์ แต่ด้วยแรงบิดที่เพิ่มขึ้นตามลำดับ คุณสมบัตินี้มีประโยชน์เนื่องจากมอเตอร์กระแสตรงสามารถหมุนด้วยความเร็วมากเกินกว่าที่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จะใช้ประโยชน์ได้ มอเตอร์เกียร์มักประกอบด้วยมอเตอร์แปรง DC และกระปุกเกียร์ที่ติดอยู่กับเพลา มอเตอร์มีความโดดเด่นเนื่องจากมีเฟืองสองชุดที่เชื่อมต่อกัน มีแอพพลิเคชั่นมากมายเนื่องจากต้นทุนในการออกแบบลดความซับซ้อนและสร้างแอพพลิเคชั่นเช่นอุปกรณ์อุตสาหกรรมแอคชูเอเตอร์เครื่องมือทางการแพทย์และหุ่นยนต์

ไม่มีหุ่นยนต์ที่ดีที่สามารถสร้างได้โดยไม่มีเกียร์ ทุกสิ่งที่พิจารณาความเข้าใจที่ดีว่าเกียร์มีผลต่อพารามิเตอร์เช่นแรงบิดและความเร็วอย่างไรเป็นสิ่งสำคัญมาก
เกียร์ทำงานบนหลักการของความได้เปรียบเชิงกล นี่หมายความว่าการใช้เส้นผ่านศูนย์กลางเฟืองที่แตกต่างกันเราสามารถแลกเปลี่ยนระหว่างความเร็วในการหมุนและแรงบิดได้ หุ่นยนต์ไม่มีอัตราส่วนความเร็วต่อแรงบิดที่ต้องการ
ในทางหุ่นยนต์แรงบิดดีกว่าความเร็ว ด้วยเกียร์คุณสามารถแลกเปลี่ยนความเร็วสูงกับแรงบิดที่ดีกว่าได้ แรงบิดที่เพิ่มขึ้นนั้นแปรผกผันกับความเร็วที่ลดลง

มอเตอร์กระแสตรงแบบมีเกียร์

การลดความเร็วในมอเตอร์กระแสตรงแบบมีเกียร์

การลดความเร็วของเกียร์ประกอบด้วยเกียร์เพียงเล็กน้อยทำให้เกียร์ใหญ่ขึ้น ชุดเกียร์ทดรอบเหล่านี้อาจมีอยู่ไม่กี่ชุดในกระปุกลดเกียร์

การลดความเร็วในมอเตอร์กระแสตรงแบบมีเกียร์

บางครั้งวัตถุประสงค์ของการใช้มอเตอร์เกียร์คือการลดความเร็วเพลาหมุนของมอเตอร์ในอุปกรณ์ที่กำลังขับเคลื่อนเช่นในนาฬิกาไฟฟ้าขนาดเล็กที่มอเตอร์ซิงโครนัสขนาดเล็กอาจหมุนที่ 1,200 รอบต่อนาที แต่จะลดลงเหลือหนึ่งรอบต่อนาทีในการขับเคลื่อน เข็มวินาทีและลดลงอีกในกลไกนาฬิกาเพื่อขับเคลื่อนเข็มนาทีและเข็มชั่วโมง ที่นี่จำนวนของแรงขับเคลื่อนไม่เกี่ยวข้องตราบเท่าที่มันเพียงพอที่จะเอาชนะแรงเสียดทานของกลไกนาฬิกา

ซีรีส์ DC มอเตอร์

มอเตอร์ซีรีส์เป็นมอเตอร์ซีรีส์ DC ที่ขดลวดสนามเชื่อมต่อภายในเป็นอนุกรมกับขดลวดกระดอง มอเตอร์ซีรีส์ให้แรงบิดเริ่มต้นสูง แต่ต้องไม่ทำงานโดยไม่มีภาระและสามารถเคลื่อนย้ายโหลดเพลาขนาดใหญ่มากได้เมื่อมีการขับเคลื่อนครั้งแรก มอเตอร์ซีรีส์เรียกอีกอย่างว่ามอเตอร์แบบซีรีส์

ในมอเตอร์แบบอนุกรมขดลวดสนามมีความสัมพันธ์แบบอนุกรมกับกระดอง ความแรงของสนามจะแตกต่างกันไปตามความก้าวหน้าของกระแสเกราะ ในขณะที่ความเร็วลดลงตามภาระมอเตอร์ซีรีส์จะเพิ่มแรงบิดที่ยอดเยี่ยมมากขึ้น แรงบิดเริ่มต้นมากกว่ามอเตอร์กระแสตรงประเภทต่างๆ

นอกจากนี้ยังสามารถแผ่ความร้อนที่ก่อตัวขึ้นในขดลวดได้ง่ายขึ้นเนื่องจากกระแสไฟฟ้าจำนวนมากถูกพัดพาไป ความเร็วของมันจะเปลี่ยนไปอย่างมากระหว่างโหลดเต็มและไม่โหลด เมื่อถอดโหลดออกความเร็วมอเตอร์จะเพิ่มขึ้นและกระแสไฟฟ้าผ่านกระดองและขดลวดสนามจะลดลง การทำงานของเครื่องจักรขนาดใหญ่ที่ไม่มีการโหลดเป็นอันตราย

ชุดมอเตอร์

กระแสผ่านกระดองและขดลวดสนามลดลงความแข็งแรงของเส้นฟลักซ์รอบ ๆ พวกเขาอ่อนลง หากความแข็งแรงของเส้นฟลักซ์รอบขดลวดลดลงในอัตราเดียวกันกับกระแสที่ไหลผ่านทั้งสองจะลดลงในอัตราเดียวกันที่

ซึ่งความเร็วของมอเตอร์จะเพิ่มขึ้น

ข้อดี

ข้อดีของมอเตอร์แบบอนุกรมมีดังต่อไปนี้

แรงบิดเริ่มต้นขนาดใหญ่
การก่อสร้างที่เรียบง่าย
การออกแบบทำได้ง่าย
การดูแลรักษาทำได้ง่าย
คุ้มค่า

การใช้งาน

ซีรีส์มอเตอร์สามารถผลิตกำลังหมุนได้อย่างมหาศาลแรงบิดจากสภาวะรอบเดินเบา คุณลักษณะนี้ทำให้มอเตอร์แบบอนุกรมเหมาะสำหรับเครื่องใช้ไฟฟ้าขนาดเล็กอุปกรณ์ไฟฟ้าอเนกประสงค์และอื่น ๆ มอเตอร์ซีรีส์ไม่เหมาะเมื่อต้องการความเร็วคงที่ เหตุผลก็คือความเร็วของมอเตอร์แบบอนุกรมจะแตกต่างกันอย่างมากตามโหลดที่แตกต่างกัน

มอเตอร์ปัด

มอเตอร์แบบแบ่งเป็นมอเตอร์กระแสตรงแบบปัดซึ่งขดลวดสนามจะถูกปัดหรือเชื่อมต่อแบบขนานกับขดลวดกระดองของมอเตอร์ โดยทั่วไปจะใช้มอเตอร์ shunt DC เนื่องจากมีการควบคุมความเร็วที่ดีที่สุด ด้วยเหตุนี้ทั้งขดลวดกระดองและขดลวดสนามจะถูกนำเสนอด้วยแรงดันไฟฟ้าเดียวกันอย่างไรก็ตามมีกิ่งก้านที่ไม่ต่อเนื่องสำหรับกระแสของกระดองและกระแสสนาม

“โปรโตคอลการสื่อสารในระบบฝังตัว ”

มอเตอร์ปัดมีลักษณะการทำงานที่ค่อนข้างโดดเด่นกว่ามอเตอร์แบบอนุกรม เนื่องจากขดลวดสนามปัดทำจากลวดเนื้อละเอียดจึงไม่สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่สำหรับการเริ่มต้นเช่นเดียวกับฟิลด์อนุกรม นี่หมายความว่ามอเตอร์ปัดมีแรงบิดเริ่มต้นต่ำมากซึ่งต้องการให้โหลดเพลาค่อนข้างน้อย

มอเตอร์ปัด

เมื่อใช้แรงดันไฟฟ้ากับมอเตอร์ปัดกระแสไฟฟ้าปริมาณต่ำมากจะไหลผ่านขดลวดปัด กระดองสำหรับมอเตอร์ปัดนั้นคล้ายกับมอเตอร์ซีรีส์และจะดึงกระแสเพื่อสร้างสนามแม่เหล็กแรงสูง เนื่องจากการทำงานร่วมกันของสนามแม่เหล็กรอบ ๆ กระดองและสนามที่เกิดขึ้นรอบ ๆ สนามปัดมอเตอร์จึงเริ่มหมุน

เช่นเดียวกับมอเตอร์ซีรีส์เมื่อกระดองเริ่มหมุนมันจะผลิต EMF กลับคืนมา EMF ด้านหลังจะทำให้กระแสในกระดองเริ่มลดน้อยลงจนเหลือน้อยมาก จำนวนกระแสที่กระดองจะดึงนั้นสัมพันธ์โดยตรงกับขนาดของโหลดเมื่อมอเตอร์ถึงความเร็วเต็มที่ เนื่องจากโหลดโดยทั่วไปมีขนาดเล็กกระแสกระดองจะมีขนาดเล็ก

ข้อดี

ข้อดีของมอเตอร์ปัดมีดังต่อไปนี้

ประสิทธิภาพการควบคุมที่เรียบง่ายทำให้เกิดความยืดหยุ่นในระดับสูงสำหรับการแก้ปัญหาไดรฟ์ที่ซับซ้อน
ความพร้อมใช้งานสูงจึงจำเป็นต้องใช้ความพยายามในการบริการน้อยที่สุด
ความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้าระดับสูง
การทำงานที่ราบรื่นมากดังนั้นความเครียดเชิงกลของระบบโดยรวมจึงต่ำและกระบวนการควบคุมแบบไดนามิกสูง
ช่วงการควบคุมที่กว้างและความเร็วต่ำจึงใช้งานได้ในระดับสากล

การใช้งาน

มอเตอร์กระแสตรงแบบ Shunt เหมาะมากสำหรับการใช้งานที่ขับเคลื่อนด้วยสายพาน มอเตอร์ความเร็วคงที่นี้ใช้ในงานอุตสาหกรรมและยานยนต์เช่นเครื่องมือกลและเครื่องม้วน / คลายซึ่งต้องการความแม่นยำของแรงบิดจำนวนมาก

มอเตอร์ผสม DC

มอเตอร์คอมปาวด์ DC รวมถึงสนามปัดที่ตื่นเต้นแยกต่างหากซึ่งมีแรงบิดเริ่มต้นที่ยอดเยี่ยม แต่ก็ประสบปัญหาในการใช้งานความเร็วตัวแปร สนามในมอเตอร์เหล่านี้สามารถเชื่อมต่อแบบอนุกรมผ่านกระดองเช่นเดียวกับสนามปัดซึ่งตื่นเต้นแยกกัน สนามซีรีส์ให้แรงบิดเริ่มต้นที่เหนือกว่าในขณะที่สนามปัดช่วยเพิ่มการควบคุมความเร็ว แต่ฟิลด์ซีรีส์ทำให้เกิดปัญหาในการควบคุมภายในแอพพลิเคชั่นของไดรฟ์ความเร็วตัวแปรและโดยปกติจะไม่ใช้ในไดรฟ์ 4 Quadrant

ตื่นเต้นแยกกัน

ตามชื่อที่แนะนำขดลวดสนามมิฉะนั้นขดลวดจะได้รับพลังงานผ่านแหล่งจ่ายไฟ DC แยกต่างหาก ความจริงที่เป็นเอกลักษณ์ของมอเตอร์เหล่านี้คือกระแสไฟฟ้าของกระดองไม่ได้จ่ายไปทั่วขดลวดสนามเนื่องจากขดลวดสนามได้รับความเข้มแข็งจากแหล่งกระแส DC ภายนอกที่แยกต่างหาก สมการแรงบิดของมอเตอร์กระแสตรงคือ Tg = Ka φ Ia ในกรณีนี้แรงบิดจะเปลี่ยนไปโดยการเปลี่ยนฟลักซ์ที่ยื่น ‘φ’ และไม่ขึ้นกับกระแสกระดอง ‘Ia’

ตื่นเต้นด้วยตนเอง

ตามชื่อที่แนะนำในมอเตอร์ประเภทนี้กระแสไฟฟ้าภายในขดลวดสามารถจ่ายผ่านมอเตอร์หรือในตัวเครื่องได้ นอกจากนี้มอเตอร์นี้ยังแยกออกเป็นมอเตอร์แบบแผลและมอเตอร์แบบปัด

มอเตอร์แม่เหล็กถาวร DC

PMDC หรือมอเตอร์ DC แม่เหล็กถาวรมีขดลวดกระดอง มอเตอร์เหล่านี้ได้รับการออกแบบด้วยแม่เหล็กถาวรโดยวางไว้ที่ขอบด้านในของแกนสเตเตอร์เพื่อสร้างฟลักซ์สนาม ในทางกลับกันโรเตอร์มีกระดอง DC แบบเดิมรวมถึงแปรงและส่วนสับเปลี่ยน

ในมอเตอร์กระแสตรงแม่เหล็กถาวรสนามแม่เหล็กสามารถเกิดขึ้นได้จากแม่เหล็กถาวร ดังนั้นจึงไม่ใช้กระแสไฟฟ้าเข้าเพื่อกระตุ้นซึ่งใช้ในเครื่องปรับอากาศที่ปัดน้ำฝนสตาร์ตรถยนต์ ฯลฯ

การเชื่อมต่อ DC Motor กับไมโครคอนโทรลเลอร์

ไมโครคอนโทรลเลอร์ไม่สามารถขับเคลื่อนมอเตอร์ได้โดยตรง ดังนั้นเราจึงต้องการคนขับบางประเภทเพื่อควบคุมความเร็วและทิศทางของมอเตอร์ ไดรเวอร์มอเตอร์จะทำหน้าที่เป็นอุปกรณ์เชื่อมต่อระหว่าง ไมโครคอนโทรลเลอร์และมอเตอร์ . ตัวขับมอเตอร์จะทำหน้าที่เป็นแอมพลิฟายเออร์ในปัจจุบันเนื่องจากใช้สัญญาณควบคุมกระแสต่ำและให้สัญญาณกระแสสูง สัญญาณกระแสสูงนี้ใช้ในการขับเคลื่อนมอเตอร์ การใช้ชิป L293D เป็นวิธีง่ายๆในการควบคุมมอเตอร์โดยใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ ประกอบด้วยวงจรขับ H-bridge สองวงจรภายใน

ชิปนี้ออกแบบมาเพื่อควบคุมมอเตอร์สองตัว L293D มีการจัดเรียงสองชุดโดยที่ 1 ชุดมีอินพุต 1 อินพุต 2 เอาต์พุต 1 เอาต์พุต 2 พร้อมพินเปิดใช้งานในขณะที่อีกชุดมีอินพุต 3 อินพุต 4 เอาต์พุต 3 เอาต์พุต 4 พร้อมพินเปิดใช้งานอื่น ๆ นี่คือวิดีโอที่เกี่ยวข้องกับ L293D

นี่คือตัวอย่างของมอเตอร์กระแสตรงที่เชื่อมต่อกับไมโครคอนโทรลเลอร์ L293D

มอเตอร์กระแสตรงเชื่อมต่อกับไมโครคอนโทรลเลอร์ L293D

L293D มีการจัดเรียงสองชุดโดยชุดหนึ่งมีอินพุต 1 อินพุต 2 เอาต์พุต 1 และเอาต์พุต 2 และอีกชุดหนึ่งมีอินพุต 3 อินพุต 4 เอาต์พุต 3 และเอาต์พุต 4 ตามแผนภาพด้านบน

หากพินที่ 2 และ 7 สูงแสดงว่าพินที่ 3 และ 6 จะสูงเช่นกัน หากเปิดใช้งาน 1 และหมายเลขพิน 2 คือพินที่เหลืออยู่สูงหมายเลข 7 ให้ต่ำมอเตอร์จะหมุนในทิศทางไปข้างหน้า
หากเปิดใช้งาน 1 และหมายเลขพิน 7 คือพินที่เหลืออยู่สูงหมายเลข 2 ให้ต่ำมอเตอร์จะหมุนในทิศทางย้อนกลับ

ปัจจุบันมอเตอร์กระแสตรงยังคงพบได้ในแอพพลิเคชั่นมากมายเช่นของเล่นและดิสก์ไดรฟ์หรือขนาดใหญ่เพื่อใช้ในโรงงานรีดเหล็กและเครื่องกระดาษ

สมการมอเตอร์กระแสตรง

ขนาดของฟลักซ์ที่มีประสบการณ์คือ

F = BlI

ที่ไหน B- ความหนาแน่นของฟลักซ์เนื่องจากฟลักซ์ที่เกิดจากขดลวดสนาม

l- ความยาวที่ใช้งานของตัวนำ

I-Current ผ่านตัวนำ

เมื่อตัวนำหมุน EMF จะถูกเหนี่ยวนำซึ่งทำหน้าที่ในทิศทางตรงกันข้ามกับแรงดันไฟฟ้าที่ให้มา จะได้รับเป็น

สูตร

ที่ไหนØ- Fluz เนื่องจากขดลวดสนาม

P- จำนวนเสา

A-A คงที่

N - ความเร็วของมอเตอร์

Z- จำนวนตัวนำ

แรงดันไฟฟ้า V = E_ข+ ฉัน_ถึงร_ถึง

แรงบิดที่พัฒนาขึ้นคือ

สูตร 1 ดังนั้นแรงบิดจึงแปรผันตรงกับกระแสกระดอง

นอกจากนี้ความเร็วยังแตกต่างกันไปตามกระแสกระดองด้วยเหตุนี้แรงบิดและความเร็วทางอ้อมของมอเตอร์จึงขึ้นอยู่กับกันและกัน

สำหรับมอเตอร์ปัดกระแสตรงความเร็วจะยังคงเกือบคงที่แม้ว่าแรงบิดจะเพิ่มขึ้นจากที่ไม่มีโหลดเป็นโหลดเต็มก็ตาม

สำหรับมอเตอร์ซีรีส์ DC ความเร็วจะลดลงเมื่อแรงบิดเพิ่มขึ้นจากไม่มีโหลดเป็นโหลดเต็ม

ดังนั้นจึงสามารถควบคุมแรงบิดได้โดยการเปลี่ยนแปลงความเร็ว การควบคุมความเร็วทำได้โดย

การเปลี่ยนฟลักซ์โดยการควบคุมกระแสผ่านวิธีการควบคุมฟลักซ์ฟิลด์ โดยวิธีนี้ความเร็วจะถูกควบคุมให้สูงกว่าความเร็วที่กำหนด
Armature Voltage Control - ให้การควบคุมความเร็วต่ำกว่าความเร็วปกติ
Supply Voltage Control - ให้การควบคุมความเร็วทั้งสองทิศทาง

4 การทำงานของ Quadrant

โดยทั่วไปมอเตอร์สามารถทำงานได้ใน 4 ภูมิภาคที่แตกต่างกัน การทำงานสี่ด้านของมอเตอร์กระแสตรง รวมถึงสิ่งต่อไปนี้

เป็นมอเตอร์ในทิศทางไปข้างหน้าหรือตามเข็มนาฬิกา
เป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าในทิศทางไปข้างหน้า
เป็นมอเตอร์ในทิศทางย้อนกลับหรือทวนเข็มนาฬิกา
เป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าในทิศทางย้อนกลับ

4 Quadrant การทำงานของ DC Motor

ในควอดแรนท์แรกมอเตอร์จะขับเคลื่อนภาระด้วยความเร็วและแรงบิดในทิศทางบวก
ในจตุภาคที่สองทิศทางแรงบิดจะกลับด้านและมอเตอร์จะทำหน้าที่เป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
ในจตุภาคที่สามมอเตอร์จะขับเคลื่อนโหลดด้วยความเร็วและแรงบิดไปในทิศทางลบ
ใน 4^ธควอดแรนต์มอเตอร์ทำหน้าที่เป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าในโหมดย้อนกลับ
ในจตุภาคที่ 1 และ 3 มอเตอร์จะทำหน้าที่ทั้งในทิศทางไปข้างหน้าและย้อนกลับ ตัวอย่างเช่นมอเตอร์ในปั้นจั่นเพื่อยกน้ำหนักและวางลง

ในจตุภาคที่สองและสี่มอเตอร์จะทำหน้าที่เป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าในทิศทางไปข้างหน้าและย้อนกลับตามลำดับและให้พลังงานกลับไปที่แหล่งพลังงาน ดังนั้นวิธีการควบคุมการทำงานของมอเตอร์เพื่อให้มันทำงานใน 4 จตุภาคใด ๆ ก็คือการควบคุมความเร็วและทิศทางการหมุน

ความเร็วจะถูกควบคุมโดยการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าของกระดองหรือทำให้สนามอ่อนลง ทิศทางแรงบิดหรือทิศทางการหมุนจะถูกควบคุมโดยการแปรผันของแรงดันไฟฟ้าที่ใช้มากกว่าหรือน้อยกว่าแรงเคลื่อนไฟฟ้าย้อนกลับ

ข้อผิดพลาดทั่วไปในมอเตอร์กระแสตรง

เป็นสิ่งสำคัญที่ต้องรู้และเข้าใจความล้มเหลวและข้อบกพร่องของมอเตอร์เพื่ออธิบายอุปกรณ์ความปลอดภัยที่เหมาะสมที่สุดสำหรับทุกกรณี ความล้มเหลวของมอเตอร์มีสามประเภทเช่นเครื่องจักรกลไฟฟ้าและเครื่องกลที่เติบโตเป็นไฟฟ้า ความล้มเหลวที่เกิดขึ้นบ่อยที่สุด ได้แก่ สิ่งต่อไปนี้

การสลายตัวของฉนวน
ความร้อนสูงเกินไป
เกินพิกัด
ความล้มเหลวของแบริ่ง
การสั่นสะเทือน
โรเตอร์ที่ถูกล็อค
การจัดแนวของเพลาไม่ตรง
ย้อนกลับการทำงาน
ความไม่สมดุลของเฟส

ความผิดพลาดที่พบบ่อยที่สุดที่เกิดขึ้นภายในมอเตอร์กระแสสลับเช่นเดียวกับมอเตอร์กระแสตรงมีดังต่อไปนี้

เมื่อติดตั้งมอเตอร์ไม่ถูกต้อง
เมื่อมอเตอร์ถูกสิ่งสกปรกอุดตัน
เมื่อมอเตอร์มีน้ำ
เมื่อมอเตอร์ร้อนเกินไป

มอเตอร์กระแสตรง 12 โวลต์

มอเตอร์กระแสตรง 12v มีราคาไม่แพงมีขนาดเล็กและทรงพลังซึ่งใช้ในหลาย ๆ แอปพลิเคชัน การเลือกมอเตอร์กระแสตรงที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานเฉพาะเป็นงานที่ท้าทายดังนั้นจึงจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องทำงานผ่าน บริษัท ที่แน่นอน ตัวอย่างที่ดีที่สุดของมอเตอร์เหล่านี้คือ METMotors เนื่องจากผลิตมอเตอร์ PMDC (DC แม่เหล็กถาวร) ที่มีคุณภาพสูงมานานกว่า 45 ปี

วิธีการเลือกมอเตอร์ที่เหมาะสม

การเลือกใช้มอเตอร์ขนาด 12v dc สามารถทำได้อย่างง่ายดายผ่านทาง METmotors เนื่องจากผู้เชี่ยวชาญของ บริษัท นี้จะศึกษาการใช้งานที่ถูกต้องของคุณก่อนและหลังจากนั้นพวกเขาจะพิจารณาคุณสมบัติต่างๆรวมถึงข้อกำหนดต่างๆเพื่อรับประกันว่าคุณจะได้ผลิตภัณฑ์ที่ดีที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้
แรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานเป็นหนึ่งในลักษณะเฉพาะของมอเตอร์นี้

เมื่อมอเตอร์ขับเคลื่อนด้วยพลังงานจากแบตเตอรี่แล้วโดยปกติแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานต่ำจะถูกเลือกเนื่องจากจำเป็นต้องใช้เซลล์น้อยลงเพื่อให้ได้แรงดันไฟฟ้าเฉพาะ แต่ที่แรงดันไฟฟ้าสูงการขับมอเตอร์กระแสตรงจะมีประสิทธิภาพมากกว่า แม้ว่าการทำงานจะทำได้ด้วย 1.5 โวลต์ที่สูงถึง 100V มอเตอร์ที่ใช้บ่อยที่สุดคือ 6v, 12v และ 24v ข้อกำหนดหลักอื่น ๆ ของมอเตอร์นี้ ได้แก่ ความเร็วกระแสไฟฟ้ากำลังและแรงบิด

มอเตอร์ DC 12V เหมาะสำหรับการใช้งานที่แตกต่างกันผ่านแหล่งจ่ายไฟ DC ที่ต้องการแรงบิดในการทำงานและการสตาร์ทสูง มอเตอร์เหล่านี้ทำงานด้วยความเร็วที่น้อยลงเมื่อเทียบกับแรงดันไฟฟ้าของมอเตอร์อื่น ๆ
คุณสมบัติของมอเตอร์นี้ส่วนใหญ่แตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับ บริษัท ผู้ผลิตและการใช้งาน

ความเร็วมอเตอร์ 350 รอบต่อนาทีถึง 5,000 รอบต่อนาที
แรงบิดสูงสุดของมอเตอร์นี้อยู่ในช่วง 1.1 ถึง 12.0 นิ้ว - ปอนด์
กำลังขับของมอเตอร์นี้มีตั้งแต่ 01hp ถึง 21 hp
ขนาดเฟรม 60 มม. 80 มม. 108 มม
แปรงถอดเปลี่ยนได้
อายุการใช้งานโดยทั่วไปของแปรงคือ 2,000+ ชั่วโมง

กลับ EMF ในมอเตอร์กระแสตรง

เมื่อตัวนำกระแสไฟฟ้าถูกจัดเรียงในสนามแม่เหล็กแล้วแรงบิดจะเหนี่ยวนำเหนือตัวนำและแรงบิดจะหมุนตัวนำซึ่งตัดฟลักซ์ของสนามแม่เหล็ก ขึ้นอยู่กับปรากฏการณ์ของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าเมื่อตัวนำตัดสนามแม่เหล็กออกจากนั้น EMF จะเหนี่ยวนำภายในตัวนำ

ทิศทาง EMF ที่เกิดขึ้นสามารถกำหนดได้ผ่านกฎมือขวาของ Flemming ตามกฎนี้หากเราจับภาพขนาดย่อดัชนีและนิ้วกลางด้วยมุม 90 °หลังจากนั้นนิ้วชี้จะแสดงถึงสนามแม่เหล็ก ที่นี่นิ้วหัวแม่มือแสดงถึงวิธีการเคลื่อนที่ของตัวนำและนิ้วกลางหมายถึง EMF ที่เหนี่ยวนำเหนือตัวนำ

“สัญลักษณ์ประตูตรรกะและตารางความจริง ”

ด้วยการใช้กฎมือขวาของ Flemming เราจะสังเกตได้ว่าทิศทางของแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่เหนี่ยวนำจะย้อนกลับกับแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ ดังนั้นแรงเคลื่อนไฟฟ้าจึงเรียกว่าแรงเคลื่อนไฟฟ้าย้อนกลับหรือแรงเคลื่อนไฟฟ้าตัวนับ การพัฒนาแรงเคลื่อนไฟฟ้าย้อนกลับสามารถทำได้ในอนุกรมโดยใช้แรงดันไฟฟ้าที่ใช้อย่างไรก็ตามกลับไปในทิศทางนั่นคือแรงเคลื่อนไฟฟ้าด้านหลังต่อต้านการไหลของกระแสซึ่งเป็นสาเหตุ

ขนาดแรงเคลื่อนไฟฟ้าด้านหลังสามารถกำหนดได้ด้วยนิพจน์ที่คล้ายกันดังต่อไปนี้

Eb = NP ϕZ / 60A

ที่ไหน

'Eb' คือ EMF ที่กระตุ้นโดยมอเตอร์เรียกว่า Back EMF

‘A’ คือหมายเลข ของเลนคู่ขนานตลอดทั้งกระดองระหว่างแปรงขั้วย้อนกลับ

‘P’ คือหมายเลข จำนวนเสา

‘N’ คือความเร็ว

‘Z’ คือจำนวนตัวนำทั้งหมดภายในกระดอง

'ϕ' เป็นฟลักซ์ที่มีประโยชน์สำหรับแต่ละขั้ว

ในวงจรข้างต้นขนาดแรงเคลื่อนไฟฟ้าด้านหลังจะต่ำเสมอเมื่อเทียบกับแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ ความเหลื่อมล้ำระหว่างทั้งสองเกือบจะเทียบเท่ากันเมื่อมอเตอร์กระแสตรงทำงานภายใต้สภาวะปกติ กระแสไฟฟ้าจะเหนี่ยวนำบนมอเตอร์กระแสตรงเนื่องจากแหล่งจ่ายไฟหลัก ความสัมพันธ์ระหว่างแหล่งจ่ายหลัก EMF ด้านหลังและกระแสไฟฟ้าของเกราะสามารถแสดงเป็น Eb = V - IaRa

แอปพลิเคชันเพื่อควบคุมการทำงานของมอเตอร์กระแสตรงใน 4 Quadrants

การควบคุมการทำงานของมอเตอร์กระแสตรงใน 4 ส่วนสามารถทำได้โดยใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ที่เชื่อมต่อกับสวิตช์ 7 ตัว

4 การควบคุม Quadrant

กรณีที่ 1: เมื่อกดสวิตช์สตาร์ทและตามเข็มนาฬิกาตรรกะในไมโครคอนโทรลเลอร์จะให้เอาต์พุตลอจิกต่ำไปที่พิน 7 และลอจิกสูงเป็นพิน 2 ทำให้มอเตอร์หมุนในทิศทางตามเข็มนาฬิกาและทำงานใน 1^{เซนต์}จตุภาค ความเร็วของมอเตอร์สามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยการกดสวิตช์ PWM ทำให้เกิดการใช้พัลส์ที่มีระยะเวลาต่างกันไปยังพินเปิดใช้งานของ IC ไดรเวอร์ซึ่งจะทำให้แรงดันไฟฟ้าที่ใช้แตกต่างกันไป

กรณีที่ 2: เมื่อกดเบรกไปข้างหน้าตรรกะของไมโครคอนโทรลเลอร์จะใช้ลอจิกต่ำถึงพิน 7 และลอจิกสูงถึงพิน 2 และมอเตอร์มีแนวโน้มที่จะทำงานในทิศทางย้อนกลับทำให้เบรกหยุดทันที

ในทำนองเดียวกันการกดสวิตช์ทวนเข็มนาฬิกาจะทำให้มอเตอร์เคลื่อนที่ไปในทิศทางย้อนกลับเช่นทำงานใน 3^ถควอดแรนท์และการกดสวิตช์เบรคย้อนกลับทำให้มอเตอร์หยุดทันที

ดังนั้นด้วยการตั้งโปรแกรมไมโครคอนโทรลเลอร์ที่เหมาะสมและผ่านสวิตช์จึงสามารถควบคุมการทำงานของมอเตอร์ได้ในแต่ละทิศทาง

ดังนั้นทั้งหมดนี้เป็นข้อมูลเกี่ยวกับภาพรวมของมอเตอร์กระแสตรง ข้อดีของมอเตอร์กระแสตรง พวกเขาให้การควบคุมความเร็วที่ยอดเยี่ยมสำหรับการเร่งความเร็วและการลดความเร็วการออกแบบที่เข้าใจง่ายและการออกแบบไดรฟ์ที่เรียบง่ายและราคาถูก นี่คือคำถามสำหรับคุณข้อเสียของมอเตอร์กระแสตรงคืออะไร?

เครดิตภาพ: