Denna motor följer linjära driftlagar och på grund av detta är det lättare att fullt ut utnyttja dess egenskaper jämfört med synkrona eller asynkrona motorer.
●Sammansättning av en DC-motor:
Statorn bildas av en metallkropp och en eller flera magneter som skapar ett permanent magnetfält inuti statorn. På baksidan av statorn finns borstfästena och borstväxeln som ger elektrisk kontakt med rotorn. Rotorn är själv bildad av en metallstomme som bär spolar som är sammankopplade vid kommutatorn på baksidan av rotorn. Kommutatorn och borstenheten väljer sedan spolen genom vilken den elektriska strömmen passerar i motsatt riktning.
Funktionsprincip Oavsett komplexiteten hos rotorspolens lindningar, när de väl är aktiverade, kan de representeras i form av en ferromagnetisk cylinder med en solenoid lindad runt den.
Solenoidens tråd är i praktiken trådknippet som är placerat i varje spår på rotorn. Rotorn, när den aktiveras, fungerar sedan som en elektromagnet, det magnetiska fältet följer axeln som separerar solenoidens ledningar i riktning mot strömmen som flyter genom dem.
Motorn består därför av fasta permanentmagneter (statorn) som flyttar magneten (rotorn) och en metallkropp för att koncentrera flödet (motorkroppen).(DRW 1)
(DRW 2)By the attraction of opposite poles and repulsion of like poles, a torque then acts on the rotor and makes it turn. This torque is at a maximum when the axis between the poles of the rotor is perpendicular to the axis of the poles of the stator.As soon the rotor begins to turn, the fixed brushes make and break contact with the rotating commutator segments in turn.The rotor coils are then energised and de-energised in such a way that as the rotor turns, the axis of a new pole of the rotor is always perpendicular to that of the stator. Because of the way the commutator is arranged, the rotor is in constant motion, no matter what its position. Fluctuation of the resultant torque is reduced by increasing the number of commutator segments, thereby giving smoother rotation.By reversing the power supply to the motor, the current in the rotor coils,and therefore the north and south poles, is reversed. The torque which acts on the rotor is thus reversed and the motor changes its direction of rotation. By its very nature, the D.C. motor is a motor with a reversible direction of rotation.
●Vridmoment och rotationshastighet:
Det vridmoment som genereras av motorn och dess rotationshastighet är beroende av varandra.
Detta är en grundläggande egenskap hos motorn; det är ett linjärt samband och används för att beräkna tomgångsvarvtalet och motorns startvridmoment.(DRW 1)
Kurvan för motorns uteffekt härleds från grafen över vridmoment kontra hastighet. (DRW 2) Kurvorna för vridmoment vs. hastighet och uteffekt beror på matningsspänningen till motorn.
Matningsspänningen till motorn förutsätter kontinuerlig drift av motorn vid en omgivningstemperatur på 20º under nominella driftsförhållanden.
Det är möjligt att förse motorn med en annan spänning (normalt mellan -50 % och + 100 % av den rekommenderade matningsspänningen). Om en lägre spänning används jämfört med den rekommenderade matningen blir motorn mindre kraftfull. Om en högre spänning används används, kommer motorn att ha en högre uteffekt men kommer att gå varmare (intermittent drift rekommenderas).
För variationer i matningsspänning mellan cirka -25 % till + 50 %, kommer den nya grafen för vridmoment vs hastighet att förbli parallell med den föregående. Dess startmoment och tomgångshastighet kommer att variera med samma procentandel (n%) som variationen i matningsspänningen. Den maximala uteffekten multipliceras med (1 +畏%)2.
Exempel: För en ökning av matningsspänningen med 20 %
Startmomentet ökar med 20 % ( x 1,2)
Tomgångshastigheten ökar med 20 % ( x 1,2)
Uteffekten ökar med 44 % ( x 1,44)
Vridmoment och matningsström:
Detta är den andra viktiga egenskapen hos en DC-motor. Den är linjär och används för att beräkna tomgångsströmmen och strömmen med rotorn stationär (startström).
Grafen för detta förhållande varierar inte med matningsspänningen
av motorn. Kurvans ände förlängs i enlighet med vridmomentet och startströmmen.
Denna vridmomentkonstant är sådan att:：C=Kc(I锛岻o) Det otionella friktionsmomentet är Kc. Io. Vridmomentet uttrycks därför enligt följande :C=Kc. I锛岰f Cf=Kc. Io
I = Ström (A) Io = Ström utan belastning (A) Id = Startström (A)
Gradienten för denna kurva kallas "momentkonstanten" för motorn.
●Effektivitet
Verkningsgraden hos en motor är lika med den mekaniska uteffekt som den kan leverera, dividerad med den effekt som den absorberar. Uteffekten och den absorberade effekten varierar i förhållande till rotationshastigheten, därför är verkningsgraden också en funktion av hastigheten av motorn. Maximal verkningsgrad erhålls med en given rotationshastighet större än 50 % av tomgångsvarvtalet.
●Temperatur ökning
Temperaturhöjningen hos en motor beror på skillnaden mellan den absorberade effekten och motorns uteffekt. Denna skillnad är effektförlusten. Temperaturstegring är också relaterad till att effektförlust, i form av värme från motorn, inte snabbt absorberas av den omgivande luften (termiskt motstånd). Motorns termiska motstånd kan reduceras avsevärt genom ventilation.
●Viktig
De nominella driftsegenskaperna motsvarar de spänningsvridmoment-hastighetsegenskaper som krävs för kontinuerlig drift vid en omgivningstemperatur på 20°. Endast intermittent drift är möjlig utanför dessa driftsförhållanden: utan undantag måste alla kontroller beträffande extrema driftförhållanden utföras i de faktiska användarförhållandena för att säkerställa säker drift.
