Stejnosměrný motor
stejnosměrný motor
1: Co je to stejnosměrný motor a z jakých součástí se skládá?
2: Jak funguje stejnosměrný motor?
3: Jaké jsou typy stejnosměrný motor?
4: Jak vybrat vhodný stejnosměrný motor?
5: V jakých oblastech se stejnosměrný motor používají?
1: Co je to stejnosměrný motor a z jakých součástí se skládá?
Zrod stejnosměrný motor
Průkopníkem v oblasti stejnosměrný motor se stal britský vědec William Sturgeon, který v roce 1832 představil první komutátorový mechanismus. Skutečný průlom však přišel o dva roky později, kdy Moritz Jacobi vytvořil první prakticky použitelný stejnosměrný motor s výkonem kolem 15 W. Toto zařízení dokázalo zvedat závaží o hmotnosti 5 kg rychlostí 30 cm/s.
Významný milník představoval rok 1886, kdy Frank Julian Sprague vyvinul první průmyslově využitelný stejnosměrný motor s konstantními otáčkami bez ohledu na zatížení. Tento vynález otevřel dveře masovému nasazení elektrických pohonů v průmyslu.
Stejnosměrný motor je rotační motor, který přeměňuje stejnosměrnou elektrickou energii na mechanickou energii.
Z čeho se skládá stejnosměrný motor? Viz obrázek vpravo.
Hlavní součásti lze rozdělit na stator a rotor, konkrétně:
Stator
Rám: Obvykle je vyroben z litiny nebo lité oceli. Nejenže slouží jako kryt motoru a chrání vnitřní součásti, ale také tvoří součást magnetického obvodu a poskytuje uzavřenou cestu pro magnetický tok. Základna zároveň poskytuje oporu pro montáž ostatních součástí motoru.
Hlavní magnetický pól: Obvykle se skládá z železných jader a budicích vinutí. Železná jádra jsou obvykle vyrobena z vrstvených silikonových ocelových plechů, jejichž účelem je snížit ztráty vířivými proudy. Budicí vinutí je navinuto na železných jádrech a při průchodu stejnosměrného proudu vytváří hlavní magnetický tok, čímž vytváří hlavní magnetické pole motoru.
Komutátorové póly: Nacházejí se mezi hlavními magnetickými póly a také se skládají z jádra a vinutí. Jejich úkolem je zlepšit komutační vlastnosti motoru a snížit komutační jiskry. Vinutí komutátorových pólů je obvykle zapojeno do série s vinutím kotvy, přičemž vytvořené magnetické pole kompenzuje magnetické pole vytvořené reakcí kotvy v komutační oblasti, čímž se komutační proces stává plynulejším.
Kartáčové zařízení: zahrnuje kartáče, kartáčové držáky, kartáčové tyče a kartáčové rámy. Kartáče jsou obvykle vyrobeny z grafitu nebo kovového grafitu a udržují kluzný kontakt s rotujícím komutátorem. Jejich úkolem je přivádět proud z externího stejnosměrného zdroje do vinutí kotvy nebo odvádět stejnosměrný proud generovaný vinutím kotvy do externího obvodu.
Rotor: také známý jako kotva
Jádro rotoru: je tvořeno vrstvami silikonové oceli, na vnějším obvodu jádra jsou rovnoměrně rozmístěné drážky, které slouží k umístění vinutí kotvy. Hlavní funkcí jádra kotvy je sloužit jako součást magnetického obvodu a zároveň jako nosná kostra vinutí kotvy. Použití silikonové oceli účinně snižuje ztráty vířivých proudů a magnetické ztráty vznikající v jádru v důsledku střídavého magnetického toku.
Vinutí rotoru: je tvořeno mnoha izolovanými vodiči navinutými podle určitého vzoru a vloženými do drážek jádra kotvy. Je klíčovou součástí motoru pro přeměnu energie. Když se kotva otáčí v magnetickém poli, vinutí kotvy protíná magnetické siločáry a vytváří indukovanou elektromotorickou sílu; při průchodu proudu vzniká pod vlivem elektromagnetické síly elektromagnetický moment.
Komutátor: také známý jako usměrňovač, je tvořen mnoha klínovitými měděnými destičkami, které jsou od sebe odděleny slídovými destičkami nebo jiným izolačním materiálem. Celek má válcovitý tvar a je upevněn na hřídeli kotvy. Každá měděná destička je spojena s jedním nebo několika konci cívky kotvy. Úlohou komutátoru je přeměnit střídavé elektromotorické napětí generované v vinutí kotvy (v elektromotoru je to stejnosměrný proud přiváděný z vnějšího zdroje) na stejnosměrné elektromotorické napětí (nebo stejnosměrný proud) mezi kartáči. Je to důležitá součást, která odlišuje stejnosměrný motor od střídavého motoru.
Hlavní hřídel: slouží k upevnění jádra kotvy a komutátoru a k přenosu elektromagnetického momentu motoru na vnější zátěž (v generátoru přenáší vnější mechanický moment na kotvu). Obvykle je vyrobena z vysoce kvalitní oceli.
2: Jak funguje stejnosměrný motor?
Je založen na vzájemném působení elektromagnetické indukce a elektromagnetické síly. Když je do vinutí rotoru (armatury) přiváděn stejnosměrný proud, nachází se v magnetickém poli vytvořeném hlavním pólem. Podle pravidla levé ruky působí na vodič, kterým protéká proud, v magnetickém poli elektromagnetická síla. Tyto síly působí na rotor (armaturu) a vytvářejí elektromagnetický točivý moment, který rotor (armaturu) roztáčí. S otáčením rotoru (armatury) vinutí armatury neustále protíná magnetické siločáry, čímž vzniká indukovaná elektromotorická síla. Směr této elektromotorické síly je opačný než směr přidaného napětí zdroje (nazývá se protielektromotorická síla) a omezuje velikost proudu v armaturách. Pod společným působením protielektromotorické síly, napětí zdroje a odporu vinutí se rotor (armatura) neustále otáčí, pohání vnější zátěž a dokončuje přeměnu elektrické energie na mechanickou energii.
3: Jaké jsou typy stejnosměrný motor?
Stejnosměrný motor (DC Motor) lze klasifikovat podle konstrukce, způsobu buzení, oblasti použití atd.
Níže jsou uvedeny hlavní typy stejnosměrný motor a jejich vlastnosti:
1. Klasifikace podle konstrukce uhlíkových kartáčů
(1) Stejnosměrný motor s kartáči (Brushed DC Motor)
Vlastnosti: Přepínání směru proudu pomocí uhlíkových kartáčů a komutátoru, jednoduchá konstrukce.
Nevýhody: Opotřebení kartáčů vyžaduje údržbu, dochází k jiskření.
Použití: Domácí spotřebiče, automobilové součástky.
Klikněte na obrázek a seznamte se s několika běžnými typy kartáčových motorů na trhu.
 |
 |
 |
 |
(2) Bezuhlíkový stejnosměrný motor (Brushless DC Motor, BLDC)
Charakteristika: Mechanické uhlíkové kartáče jsou nahrazeny elektronickým komutátorem (např. Hallovým senzorem), vysoká účinnost, dlouhá životnost.
Výhody: Bezúdržbový, nízká hlučnost, vysoké otáčky.
Nevýhody: Složitý řídicí obvod, vysoké náklady.
Použití: Drony, pevné disky, elektromobily.
Klikněte na obrázek a podívejte se na několik běžných bezkartáčových motorů na trhu
 |
 |
 |
 |
2. Klasifikace podle způsobu buzení (nejběžnější klasifikace)
Výkon stejnosměrného motoru je určen především způsobem buzení (jakým způsobem se vytváří magnetické pole) a rozděluje se na:
(1) Stejnosměrný motor s permanentním magnetem (Permanent Magnet DC Motor, PMDC)
Charakteristika: Magnetické pole statoru je vytvářeno permanentním magnetem (např. neodymovým magnetem), není třeba buzení vinutím.
Výhody: jednoduchá konstrukce, vysoká účinnost, malé rozměry, rychlá odezva.
Nevýhody: magnetická síla není nastavitelná, nízký výkon.
Použití: hračky, malé domácí spotřebiče (např. elektrické zubní kartáčky), automobilové příslušenství (motory oken).
(2) Separately Excited DC Motor (separately excited DC motor)
Vlastnosti: Magnetické pole statoru je generováno budícím vinutím napájeným z nezávislého zdroje (armatura je oddělena od budicího obvodu).
Výhody: Otáčky a točivý moment lze ovládat nezávisle, široký rozsah regulace otáček.
Nevýhody: Vyžaduje další budicí zdroj, vysoké náklady.
Použití: průmyslové přesné řízení (např. obráběcí stroje, jeřáby).
(3) Sériově budovaný stejnosměrný motor (Shunt DC Motor)
Vlastnosti: budicí vinutí je zapojeno paralelně s vinutím kotvy a sdílí stejný zdroj napájení.
Výhody: stabilní otáčky, malé kolísání rychlosti při změně zatížení.
Nevýhody: malý rozběhový moment.
Použití: ventilátory, čerpadla, dopravní pásy a další zařízení s konstantními otáčkami.
(4) Sériově budovaný stejnosměrný motor (Series DC Motor)
Vlastnosti: Budicí vinutí a kotevní vinutí jsou zapojeny do série a mají stejný proud.
Výhody: Vysoký rozběhový moment, vysoká přetížitelná schopnost.
Nevýhody: Při malém zatížení je otáčky velmi vysoké (může dojít k „roztočení“), je nutné fixovat zatížení.
Použití: Elektromobily, trakce vlaků, jeřáby a další aplikace s vysokým rozběhovým momentem.
(5) Složený stejnosměrný motor (Compound DC Motor)
Vlastnosti: Obsahuje jak sériové, tak paralelní vinutí, rozděluje se na:
Kumulativní složený (Cumulative Compound): Sériové a paralelní magnetické pole jsou ve stejném směru, kombinuje vysoký startovací moment a stabilitu otáček.
Diferenciální složený (Differential Compound): Magnetické pole je v opačném směru, používá se pro speciální požadavky na regulaci otáček (méně časté).
Použití: těžká technika (např. lisy), pohon lodí.
3. Klasifikace podle zvláštního použití
Krokový stejnosměrný motor (Stepper DC Motor): Přesné řízení polohy, používá se v 3D tiskárnách a robotech.
Servo stejnosměrný motor (Servo DC Motor): Uzavřená smyčka řízení, s enkodérem, používá se v průmyslové automatizaci.
Bezjádrový stejnosměrný motor (Coreless DC Motor): Bez železný jádro rotoru, malá setrvačnost, používá se v lékařských zařízeních (např. inzulinové pumpy).
4: Jak vybrat vhodný stejnosměrný motor?
Točivý moment: Točivý moment potřebný při spouštění se liší od točivého momentu potřebného při normálním provozu. Je třeba zajistit, aby maximální točivý moment stejnosměrný motor vyhovoval požadavkům při spouštění, jinak se motor nespustí nebo bude při spouštění silně vibrovat.
 |
Ovládání: Pokud potřebujete regulovat otáčky, u kartáčových stejnosměrný motor to lze provést pomocí regulace napětí, u bezkartáčových motorů je třeba použít ovladač. Pokud jsou kladeny vysoké požadavky na přesnost otáček, například u kloubů robotů, je přesnější ovládání bezkartáčového motoru vybaveného enkodérem. Níže jsou uvedeny některé běžné regulátory otáček a enkodéry.
 |
 |
 |
5: V jakých oblastech se stejnosměrný motor používají?
Domácí spotřebiče: Elektrické holicí strojky, kuchyňské spotřebiče jako mixéry, kuchyňské roboty, malé kávovary, vysavače, robotické zametače, elektrické závěsy a další spotřebiče využívají stejnosměrné motory. Klikněte zde a zjistěte, které stejnosměrné motory jsou vhodné pro domácí spotřebiče.
Zemědělství a chov hospodářských zvířat: Stejnosměrný motor se používají k setí, hnojení, sklizni, automatickému zavlažování, kapkovému zavlažování, otevírání a zavírání skleníků, větrání a stínění. V chovu hospodářských zvířat se používají k automatickému krmení, inkubaci, regulaci teploty atd. Klikněte zde a zjistěte, které motory lze použít v zemědělství a chovu hospodářských zvířat.
Robotika: Stejnosměrný motor lze použít v robotech různých odvětví, jako jsou hotely, logistika, zdravotnictví atd., kde slouží k pohonu chůze robotů, otáčení kloubů, uchopovacím pohybům rukou, pohonu rotorů dronů, dvouosých/tříosých kamerových hlavách (např. stabilizační systémy kamer) atd. Klikněte zde a zjistěte, které stejnosměrný motor lze použít v robotice.
how do i know if my motor is blown
motor coupler
If the parameters of this motor do not meet your requirements, please click to learn more about the motors we recommend for you.
25mm Gear box diameter
It's the same 25mm diameter gearbox as the one you just looked at, the overall motor length is slightly longer, but with the planetary gearbox and bldc motor, the max torque is 21kgf.cm, the previous one only had a max torque of 11kgf.cm.
37mm Gearbox diameter
Using a 37mm diameter spur gear reducer with a brushed motor, it achieves a maximum torque of 16kgf.cm, compared to the previous model's maximum torque of 11kgf.cm.
37mm Gearboxs diameter
Using a 37mm diameter spur gear reducer with a brushed motor, it achieves a maximum torque of 35kgf.cm, compared to the previous model's maximum torque of 11kgf.cm.
37mm Reducer diameter
Using a 37mm diameter spur gear reducer with a brushed motor, the motor length is much longer than the previous oneit achieves a maximum torque of 60kgf.cm, compared to the previous model's maximum torque of 11kgf.cm.
Because of the page limitations of the website, there is no way to show all the motors, perhaps you have not found a satisfactory motor, please check the content below to contact us!