DC motor vs. DC generátor
Základní vnitřní struktura stejnosměrného motoru a stejnosměrného generátoru jsou stejné a fungují na základě Faradayových zákonů indukce. Způsob fungování stejnosměrného motoru se však liší od způsobu obsluhy generátoru stejnosměrného proudu. Tento článek se blíže podívá na strukturu stejnosměrného motoru a generátoru a na to, jak oba fungují, a nakonec zdůrazňuje rozdíl mezi stejnosměrným motorem a generátorem.
Více o DC generátoru
Generátory mají dvě součásti vinutí; jedním je armatura, která generuje elektřinu prostřednictvím elektromagnetické indukce, a druhým je složka pole, která vytváří statické magnetické pole. Když se kotva pohybuje vzhledem k poli, indukuje se proud v důsledku změny toku kolem ní. Proud je známý jako indukovaný proud a napětí, které jej pohání, je známé jako elektromotorická síla. Opakovaný relativní pohyb potřebný pro tento proces se získá otáčením jedné součásti vůči druhé. Rotující část se nazývá rotor a stacionární část se nazývá stator. Rotor je navržen jako kotva a součástí pole je stator. Jak se rotor pohybuje, tok se mění s relativní polohou rotoru a statoru, kde se magnetický tok připojený k kotvě postupně mění a mění polaritu.
Nepatrná změna v konfiguraci kontaktních svorek kotvy umožňuje výstup, který nemění polaritu. Takový generátor je známý jako DC generátor. Komutátor, přídavná součástka přidaná ke kontaktům kotvy, zajišťuje, že se polarita proudu v obvodu mění po každém půlcyklu kotvy.
Výstupní napětí kotvy se stává sinusovým průběhem v důsledku opakované změny polarity pole vzhledem ke kotvě. Komutátor umožňuje změnu kontaktních svorek kotvy na vnější obvod. Ke kontaktním svorkám kotvy jsou připevněny kartáče a sběrné kroužky se používají k udržení elektrického spojení mezi kotvou a vnějším obvodem. Když se změní polarita proudu kotvy, je to bráněno změnou kontaktu s druhým sběracím kroužkem, což umožňuje proudění ve stejném směru.
Proud procházející vnějším obvodem je tedy proud, který s časem nemění polaritu, odtud název stejnosměrný proud. Proud je však časově proměnlivý, viděný jako pulsy. Aby se zabránilo tomuto efektu zvlnění, musí být provedena regulace napětí a proudu.
Více o DC motoru
Hlavní části stejnosměrného motoru jsou podobné generátoru. Rotor je součást, která se otáčí, a stator je součást, která je stacionární. Oba mají vinutí cívky k vytvoření magnetického pole a odpuzování magnetického pole vytváří pohyb rotoru. Proud je přiváděn do rotoru sběracími kroužky nebo jsou použity permanentní magnety. Kinetická energie rotoru dodávaná na hřídel připojený k rotoru a generovaný točivý moment působí jako hnací síla stroje.
Používají se dva typy stejnosměrných motorů, a to kartáčovaný stejnosměrný elektromotor a bezkomutátorový stejnosměrný elektromotor. Základní fyzikální princip fungování stejnosměrných generátorů a stejnosměrných motorů je stejný.
U motorů s kartáčem se kartáče používají k udržení elektrické konektivity s vinutím rotoru a vnitřní komutace mění polaritu elektromagnetu, aby se udržoval rotační pohyb. U stejnosměrných motorů se jako statory používají permanentní nebo elektromagnety. V praktickém stejnosměrném motoru se vinutí kotvy skládá z řady cívek ve štěrbinách, z nichž každá se rozkládá na 1/p plochy rotoru pro p póly. U malých motorů může být počet cívek pouhých šest, zatímco u velkých motorů může být až 300. Všechny cívky jsou zapojeny do série a každý spoj je připojen k tyči komutátoru. Všechny cívky pod póly přispívají k produkci točivého momentu.
U malých stejnosměrných motorů je počet vinutí nízký a jako stator jsou použity dva permanentní magnety. Když je potřeba vyšší točivý moment, zvýší se počet vinutí a síla magnetu.
Druhým typem jsou bezkomutátorové motory, které mají permanentní magnety, protože rotor a elektromagnety jsou umístěny v rotoru. Vysoce výkonný tranzistor se nabíjí a pohání elektromagnety.
Jaký je rozdíl mezi DC motorem a DC generátorem?
• Základní vnitřní struktura motoru a generátoru jsou stejné a fungují na základě Faradayových zákonů indukce.
• Generátor má vstup mechanické energie a poskytuje výstup stejnosměrného proudu, zatímco motor má vstup stejnosměrného proudu a mechanický výstup.
• Oba využívají komutátorový mechanismus. Stejnosměrné motory používají komutátory ke změně polarity magnetického pole, zatímco stejnosměrný generátor je používá k potlačení účinku polarizace a ke změně výstupu z kotvy na stejnosměrný signál.
• Lze je považovat za stejné zařízení provozované dvěma různými způsoby.
