En likströms- eller likströmsmotor omvandlar elektrisk energi till mekanisk energi. Det är en av två grundläggande typer av motorer: den andra typen är växelström eller växelströmsmotor. Bland likströmsmotorer finns det shuntlindade, serielindade, sammansatta och permanentmagnetmotorer.
Fungera
En likströmsmotor består av en stator, ett ankar, en rotor och en kommutator med borstar. Motsatt polaritet mellan de två magnetfälten inuti motorn får den att rotera. DC-motorer är den enklaste typen av motor och används i hushållsapparater, såsom elektriska rakhyvlar, och i elektriska fönster i bilar.
Grundläggande likströmsmotordrift
En likströmsmotor är utrustad med magneter, antingen permanentmagneter eller elektromagnetiska lindningar, som producerar ett magnetfält. När ström passerar genom ankaret, även känt som spolen eller tråden, placerad mellan norr och söder poler på magneten, samverkar fältet som genereras av ankaret med fältet från magneten och gäller vridmoment. I en likströmsmotor bildar magneten statorn, ankaret placeras på rotorn och en kommutator växlar strömflödet från en spole till en annan. Kommutatorn ansluter den stationära strömkällan till ankaret med hjälp av borstar eller ledande stavar. Dessutom arbetar likströmsmotorer med en fast hastighet för en fast spänning och det finns ingen glidning.
Likströmsmotortyper
Fältspolarna och ankaret i en shuntlindad motor är parallellkopplade, även känd som shuntformation, vilket får fältströmmen att vara proportionell mot belastningen på motorn.
I serie-lindade motorer är fältspolar och ankar anslutna i en serie och strömmen flödar endast genom fältspolarna.
En sammansatt lindad motor är hybrid av både shuntlindade och serie-lindade typer och har båda konfigurationerna. Fältet i en permanentmagnetmotor skapas av permanentmagneter som namnet tillåter.
Kommutatorproblemet
Kommutatorns funktion är att överföra ström från en stationär punkt till den roterande axeln. Borstar, elektriska kontakter på kommutatorn, anslut strömkällan till ankaret. Vid vissa tider under DC-motorns rotation måste kommutatorn vända strömmen. Detta kan leda till minskad livslängd på grund av slitage som uppstår genom friktion och bågning.
Borstlösa DC-motorer
Borstlösa likströmsmotorer lindrar slitaget på kommutatorn i konventionella likströmsmotorer. I dessa typer är permanentmagneten placerad i rotorn och spolarna är placerade i statorn. Spollindningarna skapar ett roterande magnetfält eftersom de är åtskilda från varandra elektriskt, vilket gör att de kan slås på och av. Kommutatorn i denna motor bär inte strömmen till rotorn. Istället jagar rotorns permanentmagnetfält det roterande statorfältet, vilket gör rotorfältet. En annan nyckelkomponent i den borstlösa likströmsmotorn är användningen av elektroniska kretsar och sensorer med kommutatorn för att excitera motorn för att producera vridmoment.