Was ist das Funktionsprinzip eines Gleichstrommotors?

Hallo! Als Lieferant elektrischer Maschinen werde ich oft nach den Einzelheiten der Funktionsweise verschiedener elektrischer Geräte gefragt. Eine häufig auftauchende Frage betrifft das Funktionsprinzip eines Gleichstrommotors. Also, lasst uns gleich eintauchen!

Zunächst einmal: Was ist ein Gleichstrommotor? Ein Gleichstrommotor (Gleichstrommotor) ist ein Gerät, das elektrische Energie in mechanische Energie umwandelt. Es wird in allen möglichen Anwendungen eingesetzt, von kleinen Spielzeugen bis hin zu großen Industriemaschinen. Zum Beispiel unsere Maschinen wie dieElektrischer Kompaktbagger,Vollelektrischer Minibagger, UndMini-ElektrobaggerAlle verlassen sich auf Gleichstrommotoren, um ihre Arbeit zu erledigen.

Das Grundprinzip eines Gleichstrommotors basiert auf der Wechselwirkung zwischen Magnetfeldern und elektrischen Strömen. Sie sehen, wenn ein elektrischer Strom durch einen Leiter fließt, der sich in einem Magnetfeld befindet, wird eine Kraft auf diesen Leiter ausgeübt. Dies ist als Lorentzkraft bekannt und der Schlüssel zur Funktionsweise eines Gleichstrommotors.

Lassen Sie uns die Hauptkomponenten eines Gleichstrommotors aufschlüsseln, um dies besser zu verstehen.

Komponenten eines Gleichstrommotors

1. Stator: Dies ist der stationäre Teil des Motors. Es enthält die Permanentmagnete bzw. die Feldwicklungen. Die Magnete im Stator erzeugen ein festes Magnetfeld. Bei einigen Gleichstrommotoren werden die Feldwicklungen anstelle von Permanentmagneten verwendet. Wenn ein elektrischer Strom durch diese Wicklungen fließt, erzeugen sie ein Magnetfeld, ähnlich dem, das Permanentmagnete erzeugen.

2. Rotor: Der Rotor ist der rotierende Teil des Motors. Es besteht aus einem Kern, Ankerwicklungen und einem Kommutator. In die Ankerwicklungen gelangt der elektrische Strom von der Stromquelle. Wenn der Strom durch diese Wicklungen fließt, werden sie zu Elektromagneten.

3. Kommutator: Der Kommutator ist ein Spaltringgerät, das an der Rotorwelle befestigt ist. Seine Hauptaufgabe besteht darin, die Stromrichtung in den Ankerwicklungen zum richtigen Zeitpunkt umzukehren. Dies ist von entscheidender Bedeutung, da dadurch sichergestellt wird, dass sich der Motor weiterhin in die gleiche Richtung dreht.

4. Pinsel: Die Bürsten bestehen aus Kohlenstoff oder Graphit und stehen in Kontakt mit dem Kommutator. Sie dienen dazu, den Ankerwicklungen den elektrischen Strom von der Stromquelle zuzuführen.

Das Funktionsprinzip

Wenn Sie die Gleichstromversorgung einschalten, fließt der Strom durch die Bürsten und in den Kommutator. Vom Kommutator wird der Strom zu den Ankerwicklungen geleitet. Sobald der Strom in den Ankerwicklungen fließt, erzeugen diese aufgrund des Elektronenflusses ihre eigenen Magnetfelder.

Diese Magnetfelder der Ankerwicklungen interagieren mit dem festen Magnetfeld des Stators. Gemäß der Linkshandregel (auch als Flemings Linkshandregel bekannt) wird bei der Wechselwirkung der Magnetfelder eine Kraft auf die Leiter in den Ankerwicklungen ausgeübt. Durch diese Kraft beginnt sich der Rotor zu drehen.

Die Rolle des Kommutators ist hier sehr wichtig. Während sich der Rotor dreht, ändert der Kommutator jede halbe Umdrehung die Richtung des Stroms in den Ankerwicklungen. Durch diese Änderung der Stromrichtung wird sichergestellt, dass das Magnetfeld der Ankerwicklungen immer so mit dem Magnetfeld des Stators interagiert, dass der Rotor in einer kontinuierlichen, unidirektionalen Bewegung rotiert.

Lassen Sie uns etwas praktischer darüber nachdenken. Stellen Sie sich vor, Sie schieben eine Schaukel. Wenn Sie zum richtigen Zeitpunkt immer wieder in die gleiche Richtung drücken, geht die Schaukel immer wieder hin und her. Bei einem Gleichstrommotor ist der Kommutator wie die Person, die im richtigen Moment die Schaukel antreibt. Es stellt sicher, dass die Kraft auf den Rotor immer in die richtige Richtung wirkt, damit er sich weiterdreht.

Arten von Gleichstrommotoren

Es gibt verschiedene Arten von Gleichstrommotoren, von denen jeder seine eigenen einzigartigen Eigenschaften und Anwendungen hat.

1. Permanentmagnet-Gleichstrommotoren (PMDC): Diese Motoren verwenden Permanentmagnete im Stator. Sie haben ein relativ einfaches Design und werden häufig in kleinen Anwendungen wie Spielzeug und kleinen Haushaltsgeräten verwendet. Da sie keine Feldwicklungen benötigen, sind sie in manchen Fällen energieeffizienter.

2. Serie – gewickelte Gleichstrommotoren: Bei einem Gleichstrommotor mit Reihenwicklung sind die Feldwicklungen in Reihe mit den Ankerwicklungen geschaltet. Diese Motoren haben ein hohes Anlaufdrehmoment und eignen sich daher für Anwendungen, bei denen viel Kraft zum Starten der Maschine erforderlich ist, wie z. B. elektrische Züge und einige schwere Industrieanlagen.

3. Shunt – gewickelte Gleichstrommotoren: Bei Nebenschlussmotoren sind die Feldwicklungen parallel zu den Ankerwicklungen geschaltet. Sie bieten eine relativ konstante Geschwindigkeit und werden in Anwendungen eingesetzt, bei denen eine stabile Geschwindigkeit erforderlich ist, beispielsweise bei Förderbändern und einigen Werkzeugmaschinen.

4. Verbundgewickelte Gleichstrommotoren: Wie der Name schon sagt, vereinen Verbundmotoren die Eigenschaften von Reihenschluss- und Nebenschlussmotoren. Sie haben sowohl Reihen- als auch Nebenschlussfeldwicklungen. Diese Motoren bieten ein gutes Gleichgewicht zwischen Anlaufdrehmoment und Geschwindigkeitsregelung und werden in Anwendungen wie Aufzügen und Druckmaschinen eingesetzt.

Vorteile von Gleichstrommotoren

Gleichstrommotoren haben mehrere Vorteile, die sie in verschiedenen Branchen beliebt machen.

• Geschwindigkeitskontrolle: Einer der größten Vorteile von Gleichstrommotoren besteht darin, dass ihre Drehzahl leicht gesteuert werden kann. Durch Anpassen der an den Motor angelegten Spannung können Sie seine Drehzahl erhöhen oder verringern. Dies macht sie ideal für Anwendungen, bei denen eine variable Geschwindigkeit erforderlich ist.

• Hohes Anlaufdrehmoment: Wie wir bereits gesehen haben, haben einige Arten von Gleichstrommotoren, wie z. B. Reihenschlussmotoren, ein hohes Anlaufdrehmoment. Dadurch können sie problemlos schwere Lasten starten, was bei industriellen Anwendungen sehr nützlich ist.

• Einfache Installation und Wartung: Gleichstrommotoren sind relativ einfach aufgebaut und daher einfach zu installieren und zu warten. Sie erfordern in vielen Fällen keine komplexen Steuerungssysteme und ihre Komponenten können im Falle eines Ausfalls leicht ausgetauscht werden.

Unsere Elektromaschinen und Gleichstrommotoren

In unserem Unternehmen wissen wir um die Bedeutung hochwertiger Gleichstrommotoren in unseren Elektromaschinen. DerElektrischer KompaktbaggerBeispielsweise benötigt ein Motor einen Motor, der genügend Leistung liefert, um sich durch schwierigen Boden zu graben und schwere Lasten zu bewältigen. Unsere Gleichstrommotoren sind darauf ausgelegt, diese Anforderungen mit hohem Wirkungsgrad und zuverlässiger Leistung zu erfüllen.

DerVollelektrischer Minibaggersetzt auch auf den präzisen Betrieb von Gleichstrommotoren. Seine geringere Größe bedeutet nicht, dass er keine großen Aufgaben bewältigen kann, und unsere Motoren sorgen dafür, dass er genauso effektiv arbeiten kann wie größere Maschinen.

Und dieMini-Elektrobaggereignet sich perfekt für kleine Bau- und Landschaftsbauprojekte. Die Gleichstrommotoren in dieser Maschine wurden sorgfältig ausgewählt, um für diese Art von Aufgaben das richtige Gleichgewicht zwischen Leistung und Geschwindigkeit zu bieten.

Abschluss

Da haben Sie es also! Das Funktionsprinzip eines Gleichstrommotors basiert auf der Wechselwirkung zwischen Magnetfeldern und elektrischen Strömen. Von den Grundkomponenten wie Stator, Rotor, Kommutator und Bürsten bis hin zur Art und Weise, wie der Strom umgekehrt wird, um den Motor am Laufen zu halten, spielt jedes Teil eine entscheidende Rolle.

Wenn Sie auf der Suche nach hochwertigen Elektromaschinen sind, die auf erstklassigen Gleichstrommotoren basieren, sind wir für Sie da. Egal, ob Sie an einem großen Bauprojekt oder einem kleinen Landschaftsbauprojekt arbeiten, unsereElektrischer Kompaktbagger,Vollelektrischer Minibagger, UndMini-Elektrobaggersind auf Ihre Bedürfnisse zugeschnitten. Zögern Sie nicht, uns für ein Gespräch darüber zu kontaktieren, wie unsere Produkte in Ihre Projekte passen können.

Referenzen

• Chapman, SJ (2004). Grundlagen elektrischer Maschinen. McGraw - Hill.
• Fitzgerald, AE, Kingsley, C. & Umans, SD (2003). Elektrische Maschinen. McGraw - Hill.