มอเตอร์กระแสตรงจำแนกประเภทอย่างไร? หลักการทำงานของมอเตอร์กระแสตรงคืออะไร?

　1.　การจำแนกประเภทของมอเตอร์กระแสตรง

1. มอเตอร์กระแสตรงไร้แปรงถ่าน:

มอเตอร์กระแสตรงไร้แปรงถ่านคือการแลกเปลี่ยนสเตเตอร์และโรเตอร์ของมอเตอร์กระแสตรงธรรมดาโรเตอร์ของมันคือแม่เหล็กถาวรเพื่อสร้างฟลักซ์ช่องว่างอากาศ: สเตเตอร์เป็นแบบกระดองและประกอบด้วยขดลวดหลายเฟสในโครงสร้างจะคล้ายกับมอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรโครงสร้างของสเตเตอร์ของมอเตอร์กระแสตรงไร้แปรงถ่านนั้นเหมือนกับโครงสร้างของมอเตอร์ซิงโครนัสธรรมดาหรือมอเตอร์เหนี่ยวนำ ขดลวดหลายเฟส (สามเฟส, สี่เฟส, ห้าเฟส ฯลฯ ) ถูกฝังอยู่ในแกนเหล็ก ขดลวดสามารถเชื่อมต่อแบบสตาร์หรือเดลต้า และเชื่อมต่อกับ ท่อจ่ายไฟของอินเวอร์เตอร์ที่เชื่อมต่อเพื่อการสับเปลี่ยนที่เหมาะสมโรเตอร์ส่วนใหญ่ใช้วัสดุแรร์เอิร์ธที่มีแรงบีบบังคับสูงและมีความหนาแน่นรีเมนเทนสูง เช่น ซาแมเรียมโคบอลต์หรือโบรอนเหล็กนีโอไดเมียม เนื่องจากตำแหน่งที่แตกต่างกันของวัสดุแม่เหล็กในขั้วแม่เหล็ก จึงสามารถแบ่งออกเป็นขั้วแม่เหล็กพื้นผิว ขั้วแม่เหล็กฝัง และขั้วแม่เหล็กวงแหวนเนื่องจากตัวมอเตอร์เป็นมอเตอร์แม่เหล็กถาวร จึงเป็นเรื่องปกติที่จะเรียกมอเตอร์ DC แบบไร้แปรงถ่านหรือที่เรียกว่ามอเตอร์ DC แบบแม่เหล็กถาวร

มอเตอร์กระแสตรงไร้แปรงถ่านได้รับการพัฒนาในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีไมโครโปรเซสเซอร์และการประยุกต์ใช้ระบบอิเล็กทรอนิกส์กำลังแบบใหม่อุปกรณ์ที่มีความถี่ในการสวิตชิ่งสูงและใช้พลังงานต่ำ ตลอดจนการเพิ่มประสิทธิภาพวิธีการควบคุมและการเกิดขึ้นของวัสดุแม่เหล็กถาวรระดับสูงที่มีต้นทุนต่ำ พัฒนามอเตอร์กระแสตรงรูปแบบใหม่

มอเตอร์กระแสตรงแบบไร้แปรงถ่านไม่เพียงแต่รักษาประสิทธิภาพการควบคุมความเร็วที่ดีของมอเตอร์กระแสตรงแบบเดิมเท่านั้น แต่ยังมีข้อดีของการไม่มีการสัมผัสและการสับเปลี่ยนประกายไฟ ความน่าเชื่อถือสูง อายุการใช้งานยาวนาน และเสียงรบกวนต่ำ ดังนั้นจึงใช้กันอย่างแพร่หลายในการบินและอวกาศ เครื่องมือกล CNC , หุ่นยนต์, ยานพาหนะไฟฟ้า ฯลฯ , อุปกรณ์ต่อพ่วงคอมพิวเตอร์ และเครื่องใช้ในครัวเรือน มีการใช้กันอย่างแพร่หลาย

ตามวิธีการจ่ายไฟที่แตกต่างกัน มอเตอร์ DC แบบไร้แปรงถ่านสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท: มอเตอร์ DC แบบไร้แปรงถ่านแบบคลื่นสี่เหลี่ยม ซึ่งมีรูปคลื่น EMF ด้านหลังและรูปคลื่นของกระแสจ่ายเป็นทั้งคลื่นสี่เหลี่ยมหรือที่เรียกว่ามอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรคลื่นสี่เหลี่ยม มอเตอร์กระแสตรงแบบมีแปรงถ่าน, รูปคลื่น EMF ด้านหลัง และรูปคลื่นกระแสจ่ายเป็นทั้งคลื่นไซน์

2. มอเตอร์กระแสตรงแบบแปรงถ่าน

(1) มอเตอร์กระแสตรงแม่เหล็กถาวร

หมวดมอเตอร์กระแสตรงแม่เหล็กถาวร: มอเตอร์กระแสตรงแม่เหล็กถาวรแรร์เอิร์ธ, มอเตอร์กระแสตรงแม่เหล็กถาวรเฟอร์ไรต์ และมอเตอร์กระแสตรงแม่เหล็กถาวรอัลนิโค

1. มอเตอร์ DC แม่เหล็กถาวรที่หายาก: ขนาดเล็กและมีประสิทธิภาพดีกว่า แต่มีราคาแพง ส่วนใหญ่ใช้ในการบินและอวกาศ คอมพิวเตอร์ เครื่องมือ downhole ฯลฯ

2. มอเตอร์ DC แม่เหล็กถาวรเฟอร์ไรต์: ตัวขั้วแม่เหล็กที่ทำจากวัสดุเฟอร์ไรต์มีราคาถูกและมีประสิทธิภาพดี และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องใช้ในครัวเรือน รถยนต์ ของเล่น เครื่องมือไฟฟ้า และสาขาอื่น ๆ

3 มอเตอร์กระแสตรงแม่เหล็กถาวร Alnico: ต้องใช้โลหะมีค่าจำนวนมาก และราคาก็สูง แต่มีความสามารถในการปรับตัวให้เข้ากับอุณหภูมิสูงได้ดี ใช้ในกรณีที่อุณหภูมิแวดล้อมสูงหรือต้องการความเสถียรของอุณหภูมิของมอเตอร์

(2) มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง

หมวดมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงแบบแม่เหล็กไฟฟ้า: มอเตอร์กระแสตรงแบบตื่นเต้นแบบอนุกรม, มอเตอร์แบบกระแสตรงแบบแยกส่วน, มอเตอร์แบบกระแสตรงแบบแยกส่วน และมอเตอร์แบบกระแสตรงแบบผสมแบบตื่นเต้น

1 มอเตอร์กระแสตรงแบบตื่นเต้นซีรีส์: กระแสไฟฟ้าเชื่อมต่อแบบอนุกรม, สับเปลี่ยน และขดลวดสนามเชื่อมต่อแบบอนุกรมด้วยกระดอง ดังนั้นสนามแม่เหล็กในมอเตอร์นี้จะเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญตามการเปลี่ยนแปลงของกระแสกระดองเพื่อไม่ให้เกิดการสูญเสียและแรงดันไฟฟ้าตกในขดลวดกระตุ้น ยิ่งความต้านทานของขดลวดกระตุ้นยิ่งน้อยก็ยิ่งดี ดังนั้น มอเตอร์กระตุ้นซีรีส์ DC มักจะพันด้วยลวดที่หนาขึ้น และจำนวนรอบจะน้อยลง

2 มอเตอร์กระแสตรงแบบสับเปลี่ยน: ขดลวดสนามของมอเตอร์กระแสตรงแบบสับเปลี่ยนเชื่อมต่อแบบขนานกับขดลวดกระดอง ในฐานะที่เป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบแบ่ง แรงดันไฟฟ้าเทอร์มินัลจากมอเตอร์จะจ่ายพลังงานให้กับขดลวดสนาม เป็นมอเตอร์สับเปลี่ยนสนามที่คดเคี้ยว ใช้แหล่งจ่ายไฟร่วมกันด้วยกระดอง มันจะเหมือนกับมอเตอร์กระแสตรงแบบแยกส่วนในแง่ของประสิทธิภาพ

3 มอเตอร์กระแสตรงแบบตื่นเต้นแยกกัน: ขดลวดสนามไม่มีการเชื่อมต่อทางไฟฟ้ากับกระดอง และวงจรสนามไฟฟ้าจ่ายจากแหล่งจ่ายไฟ DC อื่นดังนั้นกระแสสนามจึงไม่ได้รับผลกระทบจากแรงดันเทอร์มินัลของกระดองหรือกระแสกระดอง

④ มอเตอร์กระแสตรงแบบตื่นเต้นแบบผสม: มอเตอร์กระแสตรงแบบตื่นเต้นแบบผสมมีขดลวดกระตุ้นสองแบบ การกระตุ้นแบบแบ่ง และการกระตุ้นแบบอนุกรม ถ้าแรงแม่เหล็กที่เกิดจากขดลวดกระตุ้นแบบอนุกรมอยู่ในทิศทางเดียวกับแรงแม่เหล็กที่เกิดจากขดลวดกระตุ้นแบบแบ่ง จะเรียกว่าการกระตุ้นแบบผสมผลิตภัณฑ์หากทิศทางของแรงแม่เหล็กทั้งสองแรงตรงข้ามกัน จะเรียกว่าการกระตุ้นสารประกอบเชิงอนุพันธ์

2. หลักการทำงานของมอเตอร์กระแสตรง

มีแม่เหล็กถาวรรูปวงแหวนติดอยู่ภายในมอเตอร์กระแสตรง และกระแสไฟฟ้าไหลผ่านขดลวดบนโรเตอร์เพื่อสร้างแรงเป็นแอมแปร์ เมื่อขดลวดบนโรเตอร์ขนานกับสนามแม่เหล็ก ทิศทางของสนามแม่เหล็กจะเปลี่ยนเมื่อยังคงหมุนอยู่ ดังนั้น แปรงที่ปลายโรเตอร์จะสลับ แผ่นเพลทจะสัมผัสสลับกันเพื่อให้ทิศทางของ กระแสบนคอยล์ก็เปลี่ยนแปลงเช่นกัน และทิศทางของแรงลอเรนซ์ที่สร้างขึ้นยังคงไม่เปลี่ยนแปลง ดังนั้นมอเตอร์จึงสามารถหมุนไปในทิศทางเดียวได้

หลักการทำงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงคือการแปลงแรงเคลื่อนไฟฟ้ากระแสสลับที่เกิดขึ้นในขดลวดกระดองให้เป็นแรงเคลื่อนไฟฟ้ากระแสตรงเมื่อตัวสับเปลี่ยนดึงออกจากปลายแปรงและผลการสับเปลี่ยนของแปรง

ทิศทางของแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำถูกกำหนดตามกฎมือขวา (เส้นสนามแม่เหล็กชี้ไปที่ฝ่ามือ นิ้วหัวแม่มือชี้ไปที่ทิศทางการเคลื่อนที่ของตัวนำ และทิศทางของนิ้วทั้งสี่ที่เหลือคือ ทิศทางของแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำในตัวนำ)

ทิศทางของแรงที่กระทำต่อตัวนำนั้นถูกกำหนดโดยกฎมือซ้ายแรงแม่เหล็กไฟฟ้าคู่นี้ก่อให้เกิดแรงบิดที่กระทำต่อกระดอง แรงบิดนี้เรียกว่าแรงบิดแม่เหล็กไฟฟ้าในเครื่องจักรไฟฟ้าที่กำลังหมุน ทิศทางของแรงบิดทวนเข็มนาฬิกา พยายามทำให้กระดองหมุนทวนเข็มนาฬิกาหากแรงบิดแม่เหล็กไฟฟ้านี้สามารถเอาชนะแรงบิดความต้านทานบนกระดองได้ (เช่น แรงบิดความต้านทานที่เกิดจากแรงเสียดทานและแรงบิดโหลดอื่นๆ) กระดองสามารถหมุนทวนเข็มนาฬิกาได้