Istosmjerni ili istosmjerni motor pretvara električnu energiju u mehaničku. To je jedan od dva osnovna tipa motora: drugi tip je motor naizmjenične struje ili izmjenične struje. Među istosmjernim motorima postoje motori s ranžirnim namotavanjem, serijskim namotavanjem, složenim namotajem i motori s trajnim magnetima.
Funkcija
Istosmjerni motor sastoji se od statora, armature, rotora i komutatora s četkama. Suprotno polaritetu između dva magnetska polja unutar motora uzrokuje njegovo okretanje. Istosmjerni motori su najjednostavniji tip motora i koriste se u kućanskim aparatima, poput električnih brijača, te u električnim prozorima u automobilima.
Osnovni rad istosmjernog motora
Istosmjerni motor opremljen je magnetima, bilo trajnim magnetima ili elektromagnetskim namotima, koji stvaraju magnetsko polje. Kad struja prolazi kroz armaturu, poznatu i kao zavojnica ili žica, smještenu između sjevera i juga polova magneta, polje koje stvara armatura u interakciji s poljem magneta i primjenjuje se obrtni moment. U istosmjernom motoru magnet tvori stator, armatura se postavlja na rotor, a komutator prebacuje strujni tok s jedne zavojnice na drugu. Komutator spaja nepokretni izvor napajanja na armaturu pomoću četkica ili vodljivih šipki. Nadalje, istosmjerni motori rade fiksnom brzinom za fiksni napon i nema klizanja.
Vrste istosmjernih motora
Poljske zavojnice i armatura u ranžiranom namotanom motoru povezani su paralelno, također poznati kao tvorba šanta, što uzrokuje da struja polja bude proporcionalna opterećenju motora.
Kod serijski namotanih motora, zavojnice polja i armatura povezane su u seriju i struja teče samo kroz zavojnice polja.
Motor sa složenom namotajom hibrid je i sa tipičnom i sa serijski namotanom tipičnom izvedbom i ima obje konfiguracije. Polje u motoru s trajnim magnetima stvaraju trajni magneti kako naziv dopušta.
Problem komutatora
Funkcija komutatora je prijenos struje od stacionarne točke do rotirajuće osovine. Četke, električni kontakti na komutatoru, spajaju izvor napajanja na armaturu. U određenim vremenima tijekom rotacije istosmjernog motora, komutator mora obrnuti struju. To može dovesti do smanjenog životnog vijeka motora zbog istrošenosti koja nastaje trenjem i lučenjem.
Istosmjerni motori bez četkica
Istosmjerni motori bez četkica ublažavaju istrošenost komutatora u konvencionalnim istosmjernim motorima. Kod ovih je vrsta trajni magnet smješten u rotoru, a zavojnice u statoru. Namoti zavojnica stvaraju rotirajuće magnetsko polje jer su međusobno električno odvojeni, što im omogućuje uključivanje i isključivanje. Kolektor u ovom motoru ne prenosi struju na rotor. Umjesto toga, polje trajnog magneta rotora goni rotirajuće polje statora, čineći polje rotora. Još jedna ključna komponenta istosmjernog motora bez četkica je uporaba elektroničkih sklopova i senzora s komutatorom za pobuđivanje motora za stvaranje obrtnog momenta.