Uwaga! Poniższy opis został przetłumaczony automatycznie.
Wiedza na temat silników prądu stałego
-
Co to jest silnik prądu stałego?
-
Budowa i działanie silnika prądu stałego
-
Wiedza fachowa
-
Różnice silników elektrycznych
-
Kryteria zakupu silników prądu stałego
-
Wniosek:
Co to jest silnik prądu stałego?
Podobnie jak każdy inny napęd elektryczny, również silnik prądu stałego przekształca energię elektryczną w energię mechaniczną. W przeciwieństwie do silników prądu przemiennego i obrotowego silniki prądu stałego są stosowane przede wszystkim w sektorach, w których wymagana jest niewielka moc, ale wysoka regulacja. Znajduje zastosowanie w przemyśle, na przykład w dziedzinie automatyzacji i techniki napędowej. Ponadto silniki są często wykorzystywane w urządzeniach gospodarstwa domowego. Wynika to między innymi z faktu, że w większości przypadków stanowią one tańszą alternatywę dla innych napędów, a jednocześnie charakteryzują się wysoką wydajnością. Szczególnym kształtem silników prądu stałego oraz często stosowanym wariancie są silniki krokowe.
Budowa i działanie silników prądu stałego
Silniki prądu stałego składają się, w uproszczony sposób, z trzech elementów: Stojana, wirnika (zwanego także kotwicą) i komutatora.
Stojan jest stałą, zewnętrzną częścią konstrukcji (1) i składa się z magnesu stałego (stałego) lub elektromagnesu. Wewnątrz znajduje się swobodnie obracający się wirnik, zwany także kotwicą (2), z uzwojeniem, najczęściej cewkę z drutu miedzianego (3), która wytwarza pole magnetyczne przy przepływie prądu.
Reaguje on na pole magnetyczne wytwarzane przez stojan. Ruch obrotowy lub odpychający wirnika powstaje z sił tych oddziałujących pól magnetycznych, które mogą być wykorzystane przez wał do późniejszego wykorzystania.
Aby zapewnić stały obrót wirnika, jego wyrównanie pola magnetycznego jest stale odwracane przez komutator . Ze względu na bezwładność ruchu obrotowego wirnik przesuwa się nad tzw. punktem martwym, a wskutek zmiany biegunów siły stymulujące są odwracalne. W ten sposób wirnik pozostaje ciągle w ruchu.
Schematyczna budowa dwubiegunowego silnika elektrycznego bez komutatora.
Wiedza fachowa: Wielobiegunowe wirniki
W zależności od wymagań oprócz prostych 2-biegunowych wirników można stosować również wirniki 3-, 4- lub wielobiegunowe. Jego zaletą jest między innymi to, że dwubiegunowe wirniki podczas uruchamiania silnika trudno są wydostać się z martwego punktu. Ponadto wielostykowe warianty przy małej prędkości obrotowej zapewniają bezzakłóceniową i równomierniejszą wydajność.
Różnice silników elektrycznych
Silniki prądu stałego można podzielić na trzy kategorie w zależności od obwodu:
Jeżeli uzwojenia wzbudzenia i twornika są połączone szeregowo , silniki elektryczne są określane jako silniki szeregowe lub silniki szeregowe główne. Ze względu na dużą popularność, niezawodność i wysoką wydajność, są one instalowane w wielu elektrycznych urządzeniach gospodarstwa domowego lub narzędzi i są znane również jako silniki uniwersalne.
Jeśli oba uzwojenia są połączone równolegle, to mówi się o silnikach pomocniczych. Podczas gdy prędkość obrotowa silnika rośnie wraz ze zmniejszającym się obciążeniem, a silnik może „przejść” przez obwód główny, prędkość obrotowa silnika w silnikach wystrzeliwanych zmienia się tylko o około pięć do dziesięciu procent między obrotem jałowym a pełnym obciążeniem. Silniki pomocnicze stosowane są na przykład do prac, w których ich działanie niezależne od źródła energii jest korzystne - na przykład w przypadku taśm przenośnikowych lub transportowych.
Silnik z podwójnym obwodem, również silnik złożony, łączy oba typy napędów i ma zarówno szeregowe, jak i uzwojenie bocznikowe. W zależności od konstrukcji może być używany silnik elektryczny.
Kryteria zakupu silników prądu stałego
Oprócz zasadniczych różnic w konstrukcji napędów elektrycznych, silniki różnią się pod wieloma innymi względami. Najważniejsze kryteria, które należy wziąć pod uwagę przy wyborze i zakupie urządzeń, zostały przedstawione poniżej.
Dane dotyczące eksploatacji/wydajności
Silnik z technologią stałego magnesu według stopnia ochrony IP 40 oraz IP 53.
Oprócz konstrukcji, dane dotyczące eksploatacji lub wydajności są najważniejszymi czynnikami, które należy uwzględnić przy zakupie silnika prądu stałego. Obejmują one szereg różnych wskaźników. Prąd znamionowy , napięcie znamionowe , znamionowa prędkość obrotowa oraz nominalny moment obrotowy, ale także temperatura robocza to tutaj najważniejsze informacje, które są bezpośrednio związane ze skutecznością napędu.
Podczas, gdy prąd i napięcie opisują wymagane zasilanie przy pełnej mocy, prędkość i moment obrotowy odnoszą się do potencjału tej mocy. Temperatura robocza określa optymalny zakres temperatury dla napędów. Wskaźniki oparte na konstrukcji są danymi, takimi jak obciążenie promieniowe i osiowe lub wielkość średniej wału. Są one szczególnie ważne dla podłączanych komponentów.
Obudowa / stopień ochrony
W celu późniejszego włączenia należy upewnić się, czy obudowy chronią napędy przed szczególnymi lub niekorzystnymi czynnikami środowiskowymi. Silniki są klasyfikowane zgodnie z międzynarodową normą IP (ochrona międzynarodowa). Dostępne są warianty, które chronią przed kurzem, płynami lub ciałami obcymi. Oprócz większej odporności silnika wysokie stopnie ochrony zapewniają również lepszą ochronę obsługiwanego personelu.
Wyposażenie
Na koniec należy zwrócić uwagę na to, czy w silnikach wymagane jest specjalne wyposażenie czy też jest ono pożądane. W napędzie można już zintegrować różne dodatkowe komponenty, umożliwiając w ten sposób specjalne funkcje dodatkowe. Jedną z możliwości jest na przykład przetwarzanie magnetycznych impulsatorów z czujnikami Halla, przez które można wykonywać różne pomiary, a które z tyłu nie muszą być modernizowane.
Wniosek:
Silniki prądu stałego są niezawodnymi częściami składowymi różnych procesów - zarówno w przemyśle, jak i w gospodarstwach domowych. Conrad oferuje szeroki zakres różnych produktów, z których możesz wybrać odpowiednie rozwiązanie dla swoich projektów.
Silniki DC: wydajne i różnorodne źródła napędu wokół nas
Silniki DC, czyli silniki prądu stałego, to silniki elektryczne, których celem jest zamiana energii elektrycznej na energię mechaniczną, przy czym możliwe jest również ich działanie w charakterze prądnicy. W kategorii tej najczęściej spotyka się na rynku tzw. napędy szczotkowe, w których przypadku szczotki ślizgają się po powierzchni komutatora – walca przełączającego, umieszczonego na wirniku silnika. Silniki zasilane prądem stałym spotyka się właściwie wszędzie - od pojazdów mechanicznych, przez odkurzacze, pompy i prasy, po urządzenia elektroniczne codziennego użytku.
Fascynująca konstrukcja szczotkowego silnika prądu stałego, czyli najpopularniejszy silnik DC w akcji
Oprócz komutatora (miedzianego elementu do zmiany kierunku prądu dostarczonego przez szczotki) i szczotek, konstrukcja silnika DC w klasycznej formie zakłada również obecność elektromagnesów. Cechujące się wysoką klasą wykonania oraz dużą efektywnością pracy, silniki zasilane prądem stałym o napędzie szczotkowym, uważane są za ekonomiczne (pomimo okresowej konieczności wymiany szczotek) i podlegające rosnącym standardom względem oferowanej odporności na zakłócenia, a także niezmiennej prostoty sterowania. Najpotężniejsze modele pozwalają na osiągnięcie momentu obrotowego znamionowego rzędu powyżej 32 Nm, gdy mniejsze wersje silników DC poprzestają na wystarczających do innych zastosowań częściach setnych jednostki. Uzupełnione o przekładnie, enkodery czy hamulce, silniki DC szczotkowe potrafią być prawdziwie wszechstronne.
Silniki prądu stałego w wydaniu dedykowanym dla każdego z niezliczonych zastosowań
Nie jest zaskoczeniem obecność na rynku silników DC w tak różnorodnej liczbie form, przydatnych zarówno dla hobbystycznego wykorzystania przez konstruktora, jak i użytku profesjonalnego, przez projektanta urządzeń użytkowych. Silniki szeregowe (uniwersalne, możliwe do zasilania prądem przemiennym) znajdą zatem szerokie zastosowanie w motoryzacji i urządzeniach, które wymagają od napędu zapewnienia znacznych prędkości obrotowych. Innym godnym uwagi typem silnika zasilanego prądem stałym będzie silnik bezszczotkowy, w którego konstrukcji zastosowano komutację elektroniczną – pozbawioną limitów natury mechanicznej występującą w przypadku silników DC komutatorowych. Świetna specyfikacja termiczna (rozpraszanie ciepła) oraz charakterystyka momentowa tych napędów o zintegrowanej elektronice umożliwia im pracę w wyższym zakresie prędkości.
Motoreduktor – zintegrowany napęd DC, który zmieści się w każdej przestrzeni
Motoreduktory to silniki napędzane prądem stałym, które występują w formie pozwalającej na integrację napędu elektrycznego z mechanicznymi przekładniami zębatymi (np. walcowymi prostymi, walcowo-płaskimi, stożkowymi, ślimakowymi czy planetarnymi), które obecne są na ostatnim ze stopni przełożenia. Cenione ze względu na kompaktowe wymiary, motoreduktory pozwalają na zamieszczenie praktycznie całości układu napędowego objętej nimi maszyny – jak silnika, sprzęgieł czy hamulców – w obrębie jednej obudowy, podczas gdy potencjalny nabywca może w prosty sposób zidentyfikować odpowiadający jego zamierzeniom konstruktorskim model motoreduktora DC, kierując się takimi jego parametrami, jak obroty wału wyjściowego, współczynnik przeciążenia czy moment wyjściowy urządzenia.
Wiodące silniki DC stale w Conrad
Sklep Conrad gwarantuje, iż na gruncie stworzonej kategorii silników napędzanych prądem stałym udało mu się skompilować wypuszczone na rynek jedynie przez renomowanych producentów modele każdego z istniejących podtypów tych napędów. Możliwie najmniej awaryjne, odpowiednie do wszelkich rodzajów zastosowań i atrakcyjne cenowo pod kątem wskazanej specyfikacji, silniki DC z asortymentu Conrad sprostają oczekiwaniom nawet najbardziej wymagających użytkowników.