มอเตอร์ดีซีกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง
โครงสร้างพื้นฐานภายในของมอเตอร์กระแสตรงและเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงเหมือนกันและทำงานตามกฎการเหนี่ยวนำของฟาราเดย์ อย่างไรก็ตาม วิธีการทำงานของมอเตอร์กระแสตรงนั้นแตกต่างกับวิธีการทำงานของตัวดำเนินการเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง บทความนี้จะเจาะลึกถึงโครงสร้างของมอเตอร์กระแสตรงและเครื่องกำเนิดไฟฟ้า รวมถึงวิธีการทำงานของทั้งสองเครื่อง และสุดท้าย เน้นให้เห็นความแตกต่างระหว่างมอเตอร์กระแสตรงและเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
เพิ่มเติมเกี่ยวกับ DC Generator
เครื่องกำเนิดไฟฟ้ามีส่วนประกอบสองขดลวด หนึ่งคือเกราะซึ่งสร้างกระแสไฟฟ้าผ่านการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าและอีกส่วนหนึ่งคือส่วนประกอบสนามซึ่งสร้างสนามแม่เหล็กสถิตเมื่อเกราะเคลื่อนที่สัมพันธ์กับสนาม จะเกิดกระแสเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์รอบๆ กระแสเรียกว่ากระแสเหนี่ยวนำและแรงดันที่ขับเคลื่อนเรียกว่าแรงเคลื่อนไฟฟ้า การเคลื่อนที่แบบสัมพัทธ์ซ้ำๆ ที่จำเป็นสำหรับกระบวนการนี้ได้มาจากการหมุนส่วนประกอบหนึ่งที่สัมพันธ์กับส่วนประกอบอื่นๆ ส่วนที่หมุนเรียกว่าโรเตอร์และส่วนที่อยู่กับที่เรียกว่าสเตเตอร์ โรเตอร์ได้รับการออกแบบให้เป็นอาร์เมเจอร์และส่วนประกอบของสนามคือสเตเตอร์ ขณะที่โรเตอร์เคลื่อนที่ ฟลักซ์จะแปรผันตามตำแหน่งสัมพัทธ์ของโรเตอร์และสเตเตอร์ โดยที่ฟลักซ์แม่เหล็กที่ติดอยู่กับอาร์มาเจอร์จะค่อยๆ แปรผันและเปลี่ยนขั้ว
การเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในการกำหนดค่าของขั้วสัมผัสของกระดองทำให้เอาต์พุตที่ไม่เปลี่ยนขั้ว เครื่องกำเนิดไฟฟ้าดังกล่าวเรียกว่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง ตัวสับเปลี่ยนซึ่งเป็นส่วนประกอบเพิ่มเติมที่เพิ่มเข้ากับหน้าสัมผัสกระดองทำให้มั่นใจได้ว่าขั้วของกระแสในวงจรจะเปลี่ยนทุกครึ่งรอบของกระดอง
แรงดันเอาท์พุตของกระดองกลายเป็นรูปคลื่นไซน์ เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงซ้ำๆ ในขั้วของสนามที่สัมพันธ์กับเกราะ ตัวสับเปลี่ยนอนุญาตให้เปลี่ยนขั้วสัมผัสของกระดองเป็นวงจรภายนอก แปรงติดอยู่กับขั้วสัมผัสของกระดองและใช้วงแหวนสลิปเพื่อรักษาการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าระหว่างกระดองและวงจรภายนอก เมื่อขั้วของกระแสกระดองเปลี่ยนแปลง จะถูกสวนกลับโดยการเปลี่ยนหน้าสัมผัสกับวงแหวนสลิปอีกอัน ซึ่งช่วยให้กระแสไหลไปในทิศทางเดียวกัน
ดังนั้น กระแสที่ไหลผ่านวงจรภายนอกจึงเป็นกระแสที่ไม่เปลี่ยนขั้วตามเวลา จึงเป็นที่มาของชื่อกระแสตรง ปัจจุบันเป็นเวลาที่แตกต่างกันไปแม้ว่าจะถูกมองว่าเป็นพัลส์ เพื่อตอบโต้แรงกระเพื่อมและการควบคุมกระแสจะต้องทำ
เพิ่มเติมเกี่ยวกับ DC Motor
ส่วนหลักของมอเตอร์กระแสตรงนั้นคล้ายกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าโรเตอร์เป็นส่วนประกอบที่หมุนได้ และสเตเตอร์เป็นส่วนประกอบที่อยู่กับที่ ทั้งสองมีขดลวดเพื่อสร้างสนามแม่เหล็กและแรงผลักของสนามแม่เหล็กทำให้โรเตอร์เคลื่อนที่ กระแสจะถูกส่งไปยังโรเตอร์ผ่านวงแหวนสลิปหรือใช้แม่เหล็กถาวร พลังงานจลน์ของโรเตอร์ที่ส่งไปยังเพลาที่เชื่อมต่อกับโรเตอร์และแรงบิดที่สร้างขึ้นทำหน้าที่เป็นแรงขับเคลื่อนของเครื่องจักร
มีมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงใช้งานอยู่สองประเภท ได้แก่ มอเตอร์ไฟฟ้า DC แบบมีแปรงถ่านและมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงไร้แปรงถ่าน หลักการทางกายภาพพื้นฐานเบื้องหลังการทำงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงและมอเตอร์กระแสตรงนั้นเหมือนกัน
ในมอเตอร์แบบมีแปรงถ่าน แปรงถูกใช้เพื่อรักษาการเชื่อมต่อทางไฟฟ้ากับขดลวดของโรเตอร์ และการสับเปลี่ยนภายในจะเปลี่ยนขั้วของแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อให้การเคลื่อนที่แบบหมุนคงไว้ ในมอเตอร์กระแสตรงจะใช้แม่เหล็กถาวรหรือแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นสเตเตอร์ ในมอเตอร์กระแสตรงที่ใช้งานได้จริง ขดลวดอาร์เมเจอร์ประกอบด้วยขดลวดจำนวนหนึ่งในช่อง ซึ่งแต่ละอันจะขยายออกไป 1/p ของพื้นที่โรเตอร์สำหรับเสา pในมอเตอร์ขนาดเล็ก จำนวนคอยส์อาจต่ำถึงหกในขณะที่มอเตอร์ขนาดใหญ่อาจมีขนาดใหญ่ถึง 300 คอยส์ ขดลวดทั้งหมดเชื่อมต่อเป็นอนุกรม และจุดเชื่อมต่อแต่ละจุดเชื่อมต่อกับแถบสับเปลี่ยน คอยส์ใต้เสาทั้งหมดมีส่วนช่วยในการผลิตแรงบิด
ในมอเตอร์กระแสตรงขนาดเล็ก จำนวนขดลวดต่ำ และใช้แม่เหล็กถาวรสองตัวเป็นสเตเตอร์ เมื่อต้องการแรงบิดที่สูงขึ้น จำนวนขดลวดและความแรงของแม่เหล็กจะเพิ่มขึ้น
ประเภทที่สองคือมอเตอร์แบบไม่มีแปรงซึ่งมีแม่เหล็กถาวรเนื่องจากโรเตอร์และแม่เหล็กไฟฟ้าอยู่ในตำแหน่งโรเตอร์ ทรานซิสเตอร์กำลังสูงชาร์จและขับแม่เหล็กไฟฟ้า
DC Motor กับ DC Generator ต่างกันอย่างไร
• โครงสร้างภายในพื้นฐานของมอเตอร์และเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเหมือนกันและทำงานตามกฎการเหนี่ยวนำของฟาราเดย์
• เครื่องกำเนิดไฟฟ้ามีอินพุตพลังงานกลและให้เอาต์พุตกระแสไฟตรงในขณะที่มอเตอร์มีอินพุตกระแสไฟตรงและเอาต์พุตเชิงกล
• ทั้งสองใช้กลไกการสับเปลี่ยน มอเตอร์ DC ใช้สับเปลี่ยนเพื่อเปลี่ยนขั้วของสนามแม่เหล็กในขณะที่เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงใช้พวกมันเพื่อตอบโต้ผลกระทบของโพลาไรซ์และเปลี่ยนเอาต์พุตจากกระดองเป็นสัญญาณ DC
• สิ่งเหล่านี้ถือได้ว่าเป็นอุปกรณ์เดียวกันที่ใช้งานได้สองวิธี
