Τεχνικά άρθρα

Κινητήρες Συνεχούς Ρεύματος

Κινητήρες Συνεχούς Ρεύματος

Αρχή λειτουργίας κινητήρα Συνεχούς Ρεύματος

Όταν ένας αγωγός διαρρέεται από ηλεκτρικό ρεύμα, ενώ βρίσκεται μέσα σε μαγνητικό πεδίο, αναπτύσσεται σ’αυτόν από το μαγνητικό πεδίο δύναμη που τείνει να τον κινήσει προς ορισμένη κατεύθυνση.

Η δύναμη αυτή είναι η συνισταμένη των δυνάμεων Laplace, στις οποίες υπόκεινται τα ελεύθερα ηλεκτρόνια, τα οποία κινούνται μέσα στον αγωγό. Το μέγεθος της δύναμης αυτής είναι ανάλογο προς:

  1. τη μαγνητική επαγωγή (Β) του πεδίου (σε Τ)
  2. την ένταση του ρεύματος (I), που διαρρέει τον αγωγό (σε Α)
  3. το μήκος του αγωγού (ℓ), ο οποίος βρίσκεται μέσα στο μαγνητικό πεδίο (ενεργό μήκος σε m)
  4. τη γωνία (α), την οποία σχηματίζουν οι διευθύνσεις του αγωγού και του πεδίου.
 Το μέτρο της δύναμης (F) που ασκείται στον αγωγό, η οποία δίνεται από τη σχέση:

 F = B· ℓ· I· ημα   (σε N)

Κινητήρες Συνεχούς Ρεύματος

Τα μέρη των κινητήρων Συνεχούς Ρεύματος

Οι κινητήρες Συνεχούς Ρεύματος αποτελούνται από 2 κύρια μέρη: το Στάτη και το Δρομέα.

Ο ρόλος του στάτη σε ένα κινητήρα Σ.Ρ. είναι να παράγει το απαραίτητο μαγνητικό πεδίο (όταν τον τροφοδοτήσουμε με συνεχή τάση η οποία ονομάζεται διέγερση), μέσα στο οποίο θα βρεθεί ο ρευματοφόρος δρομέας, για να δημιουργηθεί η δύναμη Laplace που τελικά θα τον περιστρέψει. Αποτελείται από τους μαγνητικούς πόλους, οι οι οποίοι με τη σειρά τους αποτελούνται από έναν πυρήνα και ένα τύλιγμα. Στην παρακάτω εικόνα βλέπουμε τους μαγνητικούς πόλους στον στάτη ενός κινητήρα συνεχούς ρεύματος (κύριοι και βοηθητικοί).

Κινητήρες Συνεχούς Ρεύματος

 

Ο δρομέας είναι το περιστρεφόμενο μέρος του κινητήρα. Όταν γίνει ρευματοφόρος, τότε επάνω του ασκούνται δυνάμεις La place που τον αναγκάζουν να περιστραφεί. Αποτελείται από τον άξονα, επάνω στον οποίο είναι στερεωμένος ο πυρήνας του δρομέα, μέσα στον οποίο είναι βρίσκεται το τύλιγμα του (επαγωγικό τύμπανο). Στο ένα άκρο του υπάρχει ο συλλέκτης, ενώ στο άλλο είναι στερεωμένη μια φτερωτή η οποία τον ψύχει κατά τη λειτουργία του.

Κινητήρες Συνεχούς Ρεύματος

Είδη κινητήρων Συνεχούς Ρεύματος

Ανάλογα με τον τρόπο με τον οποίο είναι συνδεδεμένο το τύλιγμα διέγερσης των κινητήρων Σ.P., αυτοί διακρίνονται σε:

1. Κινητήρες με ξένη διέγερση

2.Κινητήρες με παράλληλη διέγερση

3. Κινητήρες με διέγερση σειράς

4.Κινητήρες με σύνθετη διέγερση.

Οι τελευταίοι, όπως και οι γεννήτριες Σ.Ρ διακρίνονται σε κινητήρες με αθροιστική σύνθετη διέγερση και σε κινητήρες με διαφορική συνθέτη διέγερση.

Μέθοδοι ρύθμισης της ταχύτητας περιστροφής κινητήρων Συνεχούς Ρεύματος

Οι μέθοδοι ρύθμισης της ταχύτητας περιστροφής  κινητήρων Συνεχούς Ρεύματος είναι δύο:

1. με ρυθμιστική αντίσταση μεταβάλλουμε την τάση διέγερσης στο στάτη, κρατώντας σταθερή την τάση στο επαγωγικό τύπμπανο (δρομέας)

2. με μεταβολή της τάσης τροφοδότησης του επαγωγικού τυμπάνου, κρατώντας σταθερή την τάση διέγερσης

(Ρύθμιση ταχύτητας περιστροφής ασύγχρονου τριφασικού κινητήρα βραχυκυκλωμένου δρομέα)

Στο παρακάτω βίντεο παρουσιάζεται αναλυτικά (σε μορφή animation) η λειτουργία του κινητήρα Συνεχούς Ρεύματος.