I motori DC sò machini omnipresenti chì si trovanu in una varietà di apparecchi elettronici utilizati in diverse applicazioni.

Di genere, sti mutori sò implementati in l'equipaggiu chì richiede una forma di cuntrollu rotativu o chì produce u muvimentu.I mutori di corrente diretta sò cumpunenti essenziali in parechji prughjetti di ingegneria elettrica.Avè una bona cunniscenza di u funziunamentu di u mutore DC è di a regulazione di a velocità di u mutore permette à l'ingegneri di cuncepisce applicazioni chì ottenenu un cuntrollu di muvimentu più efficiente.

Questu articulu hà da piglià un ochju vicinu à i tipi di muturi DC dispunibuli, u so modu di funziunamentu, è cumu per ottene u cuntrollu di velocità.

Chì sò i Motori DC?

Cum'èmutori AC, i motori DC cunverte ancu l'energia elettrica in energia meccanica.U so funziunamentu hè u reversu di un generatore DC chì pruduce un currente elettricu.A cuntrariu di i muturi AC, i muturi DC operanu cù una putenza DC - unidirezionale, senza sinusoidale.

Custruzzione basica

Ancu se i motori DC sò cuncepiti in diversi modi, tutti cuntenenu e seguenti parti basi:

• Rotor (a parte di a macchina chì gira; cunnisciutu ancu "armature")
• Stator (l'avvolgimenti di campu, o parte "stazionaria" di u mutore)
• Commutatore (pò esse brushed o brushless, secondu u tipu di mutore)
• Magneti di campu (furniscenu u campu magneticu chì gira un assi cunnessu à u rotore)

In pratica, i mutori DC travaglianu basatu annantu à l'interazzione trà i campi magnetichi pruduciuti da una armatura rotativa è quella di u stator o cumpunente fissu.

Un controller di motore brushless DC senza sensori.Image usata per cortesia diKenzi Mudge.

Principiu di funziunamentu

I motori DC operanu nantu à u principiu di Faraday di l'elettromagnetismu chì dice chì un cunduttore chì porta a corrente sperimenta una forza quandu si mette in un campu magneticu.Sicondu a "Regula di a manu manca per i mutori elettrici" di Fleming, u muvimentu di stu cunduttore hè sempre in una direzzione perpendiculare à u currente è u campu magneticu.

Matematicamente, pudemu sprime sta forza cum'è F = BIL (induve F hè forza, B hè u campu magneticu, I sta per currente, è L hè a lunghezza di u cunduttore).

Tipi di Motori DC

I motori DC si sò in diverse categurie, secondu a so custruzzione.I tipi più cumuni includenu brushed o brushless, magnet permanente, serie è parallele.

Motori brushed è brushless

Un mutore DC brushedutilizza un paru di spazzole di grafite o di carbone chì sò per cunducerà o furnisce corrente da l'armatura.Questi spazzole sò generalmente tenuti vicinu à u commutatore.Altre funzioni utili di i spazzole in i motori à corrente continua includenu assicurà un funziunamentu senza scintilla, cuntrullà a direzzione di u currente durante a rotazione, è mantene u commutatore pulito.

Motori DC senza spazzoleùn cuntene micca spazzole di carbone o grafite.Di solitu cuntenenu unu o più magneti permanenti chì giranu intornu à una armatura fissa.In u locu di i spazzole, i motori DC senza spazzole utilizanu circuiti elettronici per cuntrullà a direzzione di rotazione è a velocità.

Motori à magneti permanenti

I mutori di magneti permanenti sò custituiti da un rotore circundatu da dui magneti permanenti opposti.I magneti furniscenu un flussu di campu magneticu quandu u dc hè passatu, chì face chì u rotore gira in una direzzione oraria o antioraria, secondu a polarità.Un benefiziu maiò di stu tipu di mutore hè chì pò operà à una velocità sincrona cù una frequenza constante, chì permette una regulazione ottima di a velocità.

Motori DC in serie

I mutori di serie anu u so stator (di solitu fattu di barre di rame) avvolgimenti è avvolgimenti di campu (bobine di rame) cunnessi in serie.In cunseguenza, i currenti di l'armatura è i currenti di campu sò uguali.L'alta corrente scorre direttamente da u supply in l'avvolgimentu di u campu chì sò più grossi è menu cà in i mutori shunt.U gruixu di l'avvolgimentu di u campu aumenta a capacità di trasportu di u mutore è pruduce ancu campi magnetichi putenti chì dannu à i motori DC serie un torque assai altu.

Shunt Motors DC

Un mutore DC shunt hà a so armatura è l'avvolgimentu di campu cunnessi in parallelu.A causa di a cunnessione parallela, i dui avvolgimenti ricevenu a listessa tensione di alimentazione, ancu s'elli sò eccitati separatamente.I mutori di shunt generalmente anu più giri nantu à l'avvolgimenti cà i mutori di serie chì creanu campi magnetichi putenti durante u funziunamentu.I mutori di shunt ponu avè una regulazione di velocità eccellente, ancu cù carichi variate.Tuttavia, di solitu ùn mancanu l'altu torque di partenza di i mutori di serie.

Un circuitu di cuntrollu di mutore è di velocità installatu in un mini perforatore.Image usata per cortesia diDilshan R. Jayakody

Controlu di Velocità di Motor DC

Ci sò trè modi principali per ottene a regulazione di a velocità in i motori DC in serie - cuntrollu di flussu, cuntrollu di tensione è cuntrollu di resistenza di armature.

1. Metudu di cuntrollu di flussu

In u metudu di cuntrollu di flussu, un reostat (un tipu di resistenza variabile) hè cunnessu in serie cù l'avvolgimenti di u campu.U scopu di stu cumpunente hè di aumentà a resistenza di serie in l'avvolgimenti chì riduce u flussu, per quessa, aumentendu a velocità di u mutore.

2. Metudu di regulazione di tensione

U metudu di regulazione variabile hè tipicamente utilizatu in i motori shunt DC.Ci hè, dinò, duie manere di ottene u cuntrollu di regulazione di tensione:

• Cunnettendu u campu di shunt à una tensione eccitante fissa mentre furnisce l'armatura cù diverse tensioni (aka cuntrollu di tensione multipla)
• Variendu a tensione furnita à l'armatura (aka u metudu Ward Leonard)

3. Armature Resistance Control Method

U cuntrollu di a resistenza di l'armatura hè basatu annantu à u principiu chì a vitezza di u mutore hè direttamente proporzionale à a volta EMF.Allora, se a tensione di furnimentu è a resistenza di l'armatura sò manteni à un valore constante, a vitezza di u mutore serà direttamente proporzionale à u currente di l'armatura.