Dieser Motor folgt linearen Betriebsgesetzen und kann daher seine Eigenschaften im Vergleich zu Synchron- oder Asynchronmotoren besser ausschöpfen.
●Zusammensetzung eines Gleichstrommotors:
Der Stator besteht aus einer Metallkarkasse und einem oder mehreren Magneten, die im Inneren des Stators ein permanentes Magnetfeld erzeugen. An der Rückseite des Stators befinden sich die Bürstenhalterungen und das Bürstengetriebe, die den elektrischen Kontakt mit dem Rotor herstellen. Der Rotor selbst besteht aus einem Metallgehäuse, das Spulen trägt, die am Kommutator an der Rückseite des Rotors miteinander verbunden sind. Die Kommutator- und Bürstenbaugruppe wählt dann die Spule aus, durch die der elektrische Strom in der entgegengesetzten Richtung fließt.
FunktionsprinzipWie komplex die Spulenwicklungen des Rotors auch sein mögen, sobald sie erregt sind, können sie in Form eines ferromagnetischen Zylinders dargestellt werden, um den ein Solenoid gewickelt ist.
Der Draht des Solenoids ist in der Praxis das Drahtbündel, das sich in jeder Nut des Rotors befindet. Der Rotor wirkt dann, wenn er erregt wird, als ein Elektromagnet, wobei das Magnetfeld der Achse folgt, die die Drähte des Solenoids in Richtung des durch sie fließenden Stroms trennt.
Der Motor besteht daher aus festen Permanentmagneten (dem Stator), einem beweglichen Magneten (dem Rotor) und einem Metallgehäuse zur Konzentration des Flusses (dem Motorkörper). (DRW 1)
(DRW 2) Durch die Anziehung entgegengesetzter Pole und die Abstoßung gleicher Pole wirkt dann ein Drehmoment auf den Rotor und versetzt ihn in Drehung. Dieses Drehmoment ist maximal, wenn die Achse zwischen den Polen des Rotors senkrecht zur Achse der Pole des Stators steht. Sobald sich der Rotor zu drehen beginnt, stellen und unterbrechen die feststehenden Bürsten den Kontakt mit den rotierenden Kommutatorlamellen der Reihe nach. Die Rotorspulen werden dann so erregt und entregt, dass, wenn sich der Rotor dreht, die Achse eines neuen Pols des Rotors immer senkrecht zu der des Stators ist. Aufgrund der Art und Weise, wie der Kommutator angeordnet ist, ist der Rotor unabhängig von seiner Position in ständiger Bewegung. Die Schwankung des resultierenden Drehmoments wird durch Erhöhen der Anzahl der Kommutatorsegmente reduziert, wodurch eine gleichmäßigere Rotation erreicht wird. Durch Umkehren der Stromversorgung des Motors wird der Strom in den Rotorspulen und damit Nord- und Südpol vertauscht. Dadurch kehrt sich das auf den Rotor wirkende Drehmoment um und der Motor ändert seine Drehrichtung. Der Gleichstrommotor ist von Natur aus ein Motor mit umkehrbarer Drehrichtung.
●Drehmoment und Drehzahl:
Das vom Motor erzeugte Drehmoment und seine Drehzahl sind voneinander abhängig.
Dies ist eine grundlegende Eigenschaft des Motors; es ist ein linearer Zusammenhang und wird zur Berechnung der Leerlaufdrehzahl und des Anlaufmoments des Motors verwendet. (DRW 1)
Die Kurve für die Ausgangsleistung des Motors ergibt sich aus dem Drehmoment-Drehzahl-Diagramm. (DRW 2) Die Drehmoment-Drehzahl- und Ausgangsleistungskurven hängen von der Versorgungsspannung des Motors ab.
Die Versorgungsspannung des Motors setzt einen Dauerlauf des Motors bei einer Umgebungstemperatur von 20 °C im Nennbetrieb voraus.
Es ist möglich, den Motor mit einer anderen Spannung zu versorgen (normalerweise zwischen -50 % und + 100 % der empfohlenen Versorgungsspannung). Wenn eine niedrigere als die empfohlene Versorgungsspannung verwendet wird, ist der Motor weniger leistungsstark. Bei einer höheren Spannung verwendet wird, hat der Motor eine höhere Ausgangsleistung, läuft aber heißer (intermittierender Betrieb wird empfohlen).
Bei Schwankungen der Versorgungsspannung zwischen ca. - 25 % und + 50 % bleibt das neue Drehmoment-Drehzahl-Diagramm parallel zum vorherigen. Das Anlaufdrehmoment und die Leerlaufdrehzahl ändern sich um den gleichen Prozentsatz (n %). B. die Schwankung der Versorgungsspannung. Die maximale Ausgangsleistung wird mit (1 + µ%)2 multipliziert.
Beispiel: Für eine Erhöhung der Versorgungsspannung um 20 %
Anfahrdrehmoment erhöht sich um 20 % ( x 1,2)
Leerlaufdrehzahl erhöht sich um 20 % (x 1,2)
Ausgangsleistung steigt um 44 % (x 1,44)
Drehmoment und Versorgungsstrom:
Dies ist die zweite wichtige Eigenschaft eines Gleichstrommotors. Sie ist linear und wird zur Berechnung des Leerlaufstroms und des Stroms bei stehendem Rotor (Anlaufstrom) verwendet.
Der Graph für diese Beziehung ändert sich nicht mit der Versorgungsspannung
des Motors. Das Ende der Kurve wird entsprechend dem Drehmoment und dem Anlaufstrom verlängert.
Diese Drehmomentkonstante ist so, dass:：C=Kc(I锛岻o) Das Rotationsreibungsmoment ist Kc. Io. Das Drehmoment wird daher wie folgt ausgedrückt: C=Kc. I 锛岰f Cf=Kc. Io
Kc = Drehmomentkonstanter (Nm/A) C = Drehmoment (Nm)
I = Strom (A) Io = Leerlaufstrom (A) Id = Anlaufstrom (A)
Die Steigung dieser Kurve wird als „Drehmomentkonstante“ des Motors bezeichnet.
●Effizienz
Der Wirkungsgrad eines Motors ist gleich der mechanischen Ausgangsleistung, die er abgeben kann, geteilt durch die Leistung, die er aufnimmt. Die Ausgangsleistung und die aufgenommene Leistung variieren in Abhängigkeit von der Drehzahl, daher ist der Wirkungsgrad auch eine Funktion der Drehzahl des Motors. Der maximale Wirkungsgrad wird bei einer bestimmten Drehzahl von mehr als 50 % der Leerlaufdrehzahl erreicht.
●Temperaturanstieg
Der Temperaturanstieg eines Motors ist auf die Differenz zwischen der aufgenommenen Leistung und der abgegebenen Leistung des Motors zurückzuführen. Diese Differenz ist die Verlustleistung. Der Temperaturanstieg hängt auch damit zusammen, dass die Verlustleistung in Form von Motorwärme nicht schnell von der Umgebungsluft aufgenommen wird (Wärmewiderstand). Der thermische Widerstand des Motors kann durch Belüftung stark reduziert werden.
●Wichtig
Die Nennbetriebskennlinie entspricht der für den Dauerbetrieb bei 20 °C Umgebungstemperatur erforderlichen Spannungs-Drehmoment-Drehzahlkennlinie. Außerhalb dieser Betriebsbedingungen ist nur ein Aussetzbetrieb möglich: Alle Prüfungen bezüglich extremer Betriebsbedingungen müssen ausnahmslos in den tatsächlichen Kundenanwendungsbedingungen durchgeführt werden, um einen sicheren Betrieb zu gewährleisten.
Wir sind ein professioneller Hersteller in China und führen ständig Innovationen durch, damit unsere Kunden bessere Produkte und Dienstleistungen erhalten.
