DC Motor vs DC Generator
Den grundlæggende indre struktur af DC-motoren og DC-generatoren er den samme og fungerer efter Faradays induktionslove. Den måde, DC-motoren fungerer på, er imidlertid forskellig fra den måde, som DC-generatoroperatører. Denne artikel ser nærmere på strukturen af jævnstrømsmotor og generator, og hvordan begge fungerer, og endelig fremhæver forskellen mellem jævnstrømsmotor og generator.
Mere om DC Generator
Generatorer har to viklingskomponenter; det ene er ankeret, som genererer elektriciteten gennem elektromagnetisk induktion, og det andet er feltkomponenten, som skaber et statisk magnetfelt. Når ankeret bevæger sig i forhold til feltet, induceres en strøm på grund af fluxændringen omkring det. Strømmen er kendt som den inducerede strøm, og spændingen, der driver den, er kendt som elektromotorisk kraft. Den gentagne relative bevægelse, der kræves til denne proces, opnås ved at rotere en komponent i forhold til den anden. Den roterende del kaldes rotor, og den stationære del kaldes statoren. Rotoren er designet som ankeret, og feltkomponenten er statoren. Efterhånden som rotoren bevæger sig, varierer fluxen med den relative position af rotoren og statoren, hvor magnetisk flux knyttet til ankeret varierer gradvist og ændrer polaritet.
Lille ændring i konfigurationen af ankerets kontaktterminaler tillader et output, der ikke ændrer polariteten. En sådan generator er kendt som en DC-generator. Kommutatoren, den ekstra komponent, der tilføjes til ankerkontakterne, sikrer, at polariteten af strømmen i kredsløbet ændres hver halve cyklus af ankeret.
Udgangsspændingen fra ankeret bliver en sinusformet bølgeform på grund af den gentagne ændring i polaritet af feltet i forhold til ankeret. Kommutatoren tillader ændring af ankerets kontaktterminaler til det eksterne kredsløb. Børster er fastgjort til ankerets kontaktterminaler, og slæberinge bruges til at holde den elektriske forbindelse mellem ankeret og det eksterne kredsløb. Når polariteten af armaturstrømmen ændres, modvirkes det ved at ændre kontakten med den anden slæbering, hvilket tillader strømmen at flyde i samme retning.
Derfor er strømmen gennem det eksterne kredsløb en strøm, der ikke ændrer polariteten med tiden, deraf navnet jævnstrøm. Strømmen er tidsvarierende, dog set som pulser. For at modvirke denne bølgeeffekt skal spændings- og strømregulering udføres.
Mere om DC-motor
De vigtigste dele af DC-motoren ligner generatoren. En rotor er en komponent, der roterer, og en stator er den komponent, der er stationær. Begge har spoleviklinger for at skabe et magnetfelt, og frastødningen af magnetfeltet får rotoren til at bevæge sig. Strømmen leveres til rotoren gennem slæberinge, eller der anvendes permanente magneter. Den kinetiske energi af rotoren, der leveres til akslen forbundet til rotoren, og det genererede drejningsmoment fungerer som drivkraften for maskineriet.
Der er to typer DC-motorer i brug, og de er den børstede DC-elektromotor og den børsteløse DC-elektromotor. Det grundlæggende fysiske princip bag driften af DC-generatorer og DC-motorer er det samme.
I børstede motorer bruges børster til at opretholde elektrisk forbindelse med rotorviklingen, og intern kommutering ændrer elektromagnetens polaritet for at holde rotationsbevægelsen opretholdt. I DC-motorer bruges permanente eller elektromagneter som statorer. I en praktisk jævnstrømsmotor består ankerviklingen af et antal spoler i slidser, der hver strækker sig til 1/p af rotorarealet for p-poler. I små motorer kan antallet af spoler være så lavt som seks, mens det i store motorer kan være så stort som 300. Spolerne er alle forbundet i serie, og hvert kryds er forbundet med en kommutatorstang. Alle spoler under stængerne bidrager til drejningsmomentproduktionen.
I små jævnstrømsmotorer er antallet af viklinger lavt, og to permanente magneter bruges som statoren. Når der er behov for et højere drejningsmoment, øges antallet af viklinger og magnetstyrken.
Den anden type er børsteløse motorer, som har permanente magneter, da rotoren og elektromagneterne er placeret i rotoren. En højeffekttransistor oplader og driver elektromagneterne.
Hvad er forskellen mellem DC-motor og DC-generator?
• Den grundlæggende indre struktur af motoren og generatoren er den samme og fungerer efter Faradays induktionslove.
• Generatoren har en mekanisk energiindgang og giver en DC-strømudgang, mens motoren har en DC-strømindgang og en mekanisk udgang.
• Begge bruger kommutatormekanisme. DC-motorer bruger kommutatorerne til at ændre magnetfeltets polaritet, mens DC-generatoren bruger dem til at modvirke effekten af polariseringen og omdanne output fra ankeret til et DC-signal.
• Disse kan betragtes som den samme enhed, der betjenes på to forskellige måder.
