מנוע זרם ישר או DC, ממיר אנרגיה חשמלית לאנרגיה מכנית. זהו אחד משני סוגים בסיסיים של מנועים: הסוג השני הוא זרם חילופין או מנוע זרם חילופין. בין מנועי DC קיימים מנועי מגנט קבועים, פצעי סדרה, פצעים מורכבים.
פוּנקצִיָה
מנוע DC מורכב מסטטור, אבזור, רוטור וקומוטטור עם מברשות. קוטביות הפוכה בין שני השדות המגנטיים בתוך המנוע גורמת לו להסתובב. מנועי DC הם הסוג המנוע הפשוט ביותר ומשמשים במכשירי חשמל ביתיים, כגון גילוח חשמלי, ובחלונות חשמליים במכוניות.
הפעלה בסיסית של מנוע DC
מנוע DC מצויד במגנטים, מגנטים קבועים או פיתולים אלקטרומגנטיים, המייצרים שדה מגנטי. כאשר הזרם עובר דרך האבזור, המכונה גם סליל או חוט, ממוקם בין הצפון לדרום קטבים של המגנט, השדה שנוצר על ידי האבזור מתקשר עם השדה מהמגנט ומתייחס עֲנָק. במנוע DC, המגנט יוצר את הסטטור, האבזור מונח על הרוטור וקומוטטור מעביר את זרימת הזרם מסליל אחד למשנהו. הקומוטטור מחבר את מקור הכוח הנייח לאבזור באמצעות מברשות או מוטות מוליכים. יתר על כן, מנועי DC פועלים במהירות קבועה למתח קבוע ואין החלקה.
סוגי מנוע DC
סלילי השדה והאבזור במנוע הפצע-מחודרים מחוברים במקביל, המכונה גם מחלף, היווצרות, מה שגורם לזרם השדה להיות פרופורציונלי לעומס על המנוע.
במנועים הפצועים בסדרה, סלילי השדה והאבזור מחוברים בסדרה והזרם זורם דרך סלילי השדה בלבד.
מנוע המורכב מפצע הוא היברידי משני סוגי הפצעים והפצעים הסדרה, והוא כולל שתי תצורות. השדה במנוע מגנט קבוע נוצר על ידי מגנטים קבועים ככל שהשם מאפשר.
בעיית הקומוטטור
תפקידו של הקומוטטור הוא להעביר זרם מנקודה נייחת לפיר המסתובב. מברשות, מגעים חשמליים על הקומוטטור, מחברים את מקור הכוח לאבזור. בתקופות מסוימות במהלך סיבוב של מנוע DC, על הקומוטטור להפוך את הזרם. זה יכול להוביל לירידה בחיי המנוע בגלל הבלאי שמתרחש באמצעות חיכוך וקשת.
מנועי DC ללא מברשות
מנועי DC ללא מברשות מקלים על בלאי הקומוטטור במנועי DC קונבנציונליים. בסוגים אלה, המגנט הקבוע ממוקם ברוטור והסלילים נמצאים בסטטור. סלילי הסליל יוצרים שדה מגנטי מסתובב מכיוון שהם נפרדים זה מזה באופן חשמלי, מה שמאפשר להדליק ולכבות אותם. הקומוטטור במנוע זה אינו מעביר את הזרם לרוטור. במקום זאת, שדה המגנטים הקבוע של הרוטור רודף אחר שדה הסטטור המסתובב, מה שהופך את שדה הרוטור. מרכיב מרכזי נוסף במנוע DC ללא מברשות הוא השימוש במעגלים אלקטרוניים ובחיישנים עם הקומוטטור כדי לרגש את המנוע לייצר מומנט.