A Brief Primer Introduction To Brushed DC Motors

DC eskuilatu batMotorra korronte zuzeneko (DC) energiaz funtzionatzen duen motor mota arrunta da. Hainbat aplikaziotan erabiltzen dira, kontsumo-elektronika txikietatik hasi eta industria-makineria handietaraino. Sarrera-artikulu labur honetan, eskuiladun DC motorren funtzionamendua, haien osagaiak eta aplikazioak aztertuko ditugu.

baten oinarrizko funtzionamendua8 mm-ko diametroko motor haptikoaEremu magnetiko baten eta korronte elektrikoaren arteko elkarrekintza dakar mugimendua sortzeko. Eskuiladun korronte zuzeneko motor baten osagai nagusiak estatorea, errotorea, kommutadorea eta eskuilak dira. Estatorea motorraren zati finkoa da eta barruan imanak edo bobina elektromagnetikoak ditu, errotorea, berriz, motorraren biraketa-zati bat da eta armadura dauka. Kommutadorea armadurarako korronte-fluxua kontrolatzen duen etengailu birakari bat da, eta eskuilak kommutadorearekin kontaktuan jartzen dira potentzia armadurara transferitzeko.

Motor bati korrontea aplikatzen zaionean, eremu magnetiko bat sortzen da estatorean. Eremu magnetiko honek errotorearen eremu magnetikoarekin elkarreragiten du, errotorea biratzea eraginez. Errotorea biratzen denean, kommutadoreak eta eskuilak elkarrekin lan egiten dute armaduratik igarotzen den korrontearen norabidea etengabe aldatzeko, errotorea norabide berean biratzen jarrai dezan.

Lan-printzipioa

Eskuiladun korronte zuzeneko motor baten funtzionamendua indukzio elektromagnetikoaren oinarrizko printzipioan eta eremu magnetikoen arteko elkarrekintzan oinarritzen da. Korronte elektrikoa motorrera hornitzen denean, estatoreak —iman iraunkorrekin edo bobina elektromagnetikoekin hornituta egon— eremu magnetiko egonkor bat sortzen du. Aldi berean, korrontea errotorearen armadura-harilketan zehar igarotzen da, errotorea elektroiman bihurtuz. Estatorearen eremu magnetikoak eta errotorearen eremu magnetikoak elkarren artean elkarreragiten dute, errotorea biratzea eragiten duen biraketa-momentu bat (Lorentz indarra) sortuz.

Norabide berean etengabeko biraketa mantentzeko alderdi kritiko bat kommutadorearen eta eskuilen arteko lankidetza da. Errotorea biratzen den heinean, kommutadorea —errotorearen ardatzari lotutako eraztun zatitu bat— tandemean biratzen da. Eskuilek, normalean karbono edo grafitoz eginak, etengabeko kontaktua mantentzen dute kommutadorearen segmentuekin. Errotorea posizio zehatzetara iristen denean, kommutadoreak armadura-harilketan zehar doan korrontearen norabidea aldatzen du. Korrontearen alderantzikapen puntual honek errotorearen polaritate magnetikoa estatorearekiko koherentea izaten jarraitzen duela ziurtatzen du, biraketa-indar jarraitua sortuz eta errotorea gelditzea edo norabidea alderantzikatzea eragotziz.

Errendimendu Ezaugarriak

Eraginkortasuna

Eskuiladun korronte zuzeneko motorren eraginkortasuna aldatu egiten da haien diseinuaren, tamainaren eta funtzionamendu-baldintzen arabera. Eskuiladun korronte zuzeneko motor txikiagoek, hala nola kontsumo-elektronikan erabiltzen direnek, normalean % 50-70eko eraginkortasun-tartea izaten dute, eta industria-mailako motor handiagoek, berriz, % 85erainoko edo handiagoa den eraginkortasuna lor dezakete. Eraginkortasunari eragiten dioten faktore nagusien artean daude eskuila-kommutadorearen marruskadura, armadura-harilketan kobrezko galerak, estatoreko eta errotoreko nukleoetako burdin-galerak eta galera mekanikoak (adibidez, errodamenduen marruskadura). Eskuilen higadurak eta kommutadorearen degradazioak denboran zehar eraginkortasuna pixkanaka gutxitzea ere eragin dezakete.

Iraunkortasuna eta Bizitza-Iraupena

Eskuiladun korronte zuzeneko motor baten iraupena neurri handi batean eskuilen eta kommutadorearen higadurak zehazten du. Funtzionamendu-baldintza normaletan, eskuilek milaka ordu batzuetatik hamar milaka ordura iraun dezakete, funtzionamendu-abiadura, karga, tenperatura eta eskuilen eta kommutadorearen materialen kalitatea bezalako faktoreen arabera. Abiadura handiko edo karga handiko aplikazioetan, eskuilen higadura bizkortu egiten da, motorraren iraupena murriztuz. Gainera, eskuilen eta kommutadorearen arteko marruskadurak hautsa eta beroa sortzen ditu, eta horrek, behar bezala kudeatzen ez badira, motorraren errendimenduan eta iraunkortasunean eragin handiagoa izan dezake.

Aplikazioak

Jatorrizko sarrerak aplikazio gako batzuk zerrendatzen zituen arren, eskuiladun korronte zuzeneko motorrak eszenatoki sorta zabalago batean erabiltzen dira, dituzten ezaugarri bereziak direla eta.

Kontsumo-elektronika

Eskuiladun korronte zuzeneko motorrak nonahi daude kontsumo-elektronikan, eta haien tamaina txikiak, kostu baxuak eta diseinu sinpleak aproposak bihurtzen dituzte:

Gailu eramangarriak: Smartphone eta tabletetako bibrazio-motorrak feedback haptikorako (adibidez, jakinarazpenak, joko-kontrolagailuak).

Etxetresna elektrikoak: bizarra egiteko makina elektrikoen, ile-lehorgailuen, irabiagailuen eta xurgagailuen motorrak.

Audio ekipoak: biradera-motorrak eta kasete-erreproduzitzaileen motorrak (audio gailu zaharretan eta moderno batzuetan).

Robotika eta Aeroespaziala

Eskuiladun korronte zuzeneko motorrak oso erabiliak dira robotikan eta aeroespazialean, tamaina trinkoa eta abiarazte-momentu handia dutelako:

Robot txikiak: mugimendu oinarrizkoa behar duten jostailuzko robotak, hezkuntza-robotak eta zaletuentzako robotak.

Gailu medikoak

Ekipamendu medikoan, eskuiladun korronte zuzeneko motorrak mugimendu zehatza eta fidagarria behar duten aplikazioetan erabiltzen dira:

Gurpil-aulkiak: Desgaitasuna duten pertsonei mugikortasuna emateko, erabiltzailearen beharretara egokitutako abiadura-kontrolarekin.

Ponpa medikoak: Infusio-ponpak eta ponpa peristaltikoak, sendagaiak edo fluidoak abiadura kontrolatuan ematen dituztenak.

Diagnostiko-ekipoak: ultrasoinu-makinetako motor txikiak eta mugimendu mekanikorako odol-presioko monitoreak.

Ondorioa

Diseinu sinpleaz eta abiarazte-momentu handiaz gain, eskuiladun korronte zuzeneko motorrak kostu-eraginkorrak eta erabiltzeko errazak dira, eta horrek aukera ezaguna bihurtzen ditu aplikazio askotarako. Hala ere, badituzte muga batzuk, hala nola abiadura-kontrol mugatua eta mantentze-lan handiagoak eskuilen eta kommutadorearen higaduragatik.

Muga hauek gorabehera,eskuiladun DC motorraOraindik ere oso erabiliak dira hainbat industriatan, besteak beste, automobilgintzan, robotikan eta aeroespazialean. Aplikazioetan erabiltzen dira, hala nola autoentzako leiho elektrikoetan, haizetako garbigailuetan eta eserlekuen doikuntza elektrikoetan, baita industria-automatizazioko beso eta aktuadore robotikoetan ere.

Laburbilduz, eskuiladun korronte zuzeneko motorrak aukera polifazetiko eta fidagarriak dira aplikazio askotarako, diseinu sinpleagatik, abiarazte-momentu handiagatik eta abiadura-kontrol errazagatik. Muga batzuk badituzte ere, kostu-eraginkortasunak eta eskuragarritasunak aukera ezagun bihurtzen dituzte industria- eta kontsumo-aplikazio askotarako. Teknologiak aurrera egiten jarraitzen duen heinean, eskuiladun korronte zuzeneko motorrak aukera polifazetiko eta fidagarriak dira aplikazio askotarako.txanpon motorraklitekeena da datozen urteetan motorren paisaiaren zati garrantzitsu izaten jarraitzea.