Alalisvoolumootor

Allikas: Vikipeedia
Alalisvoolumootor
Püsimagnetergutusega alalisvoolumootori ristlõige
Harjadega alalisvoolumootor tekitab pöördemomendi alalisvoolu toiteallikast saadava energiaga, kasutades vaheldamiseks mehaanilist kommutaatorit ja püsimagnetite tekitatud staatori magnetvälja. Moment tekib Lorentzi jõu tõttu. Kuna sellise lihtne ühefaasilise rootoriga kahepooluselise mootori kommutaatoril on ainult kaks lamelli, siis väli vaheldub iga poolpöörde ehk 180 kraadi järel.

Alalisvoolumootor (ka alalisvoolumasin) on elektrimootor, mis töötab alalisvooluga.

Harjadega ehk kommutaatoriga alalisvoolumootor on kommutaatormasina alaliik, mis on ette nähtud tööks alalisvooluga. Sarnase ehituse ja tööpõhimõttega on ka vahelduvvoolu kommutaatormasinad, mida kasutatakse laialdaselt elektrilistes tööriistades (mikserid, trellid jms). Mõned kommutaatormootorid võivad töötada mõlema vooluliigiga ja neid nimetatakse universaalkommutaatormootoriteks.

Liigitus[muuda | muuda lähteteksti]

Alalisvoolumootoreid liigitatakse vastavalt ergutusviisile:

  • püsimagnetergutusega
  • elektrilise ergutusega

Alalisvoolumootorite matemaatilised alused[muuda | muuda lähteteksti]

Alalisvoolumootori ankrumähise ja ergutusmähise (väljamähise) skeem

Vastavalt Ohmi seadusele kehtib ankruahela pingete kohta diferentsiaalvõrrand:

Kui eeldame, et vool ei muutu (on konstantne või hoitakse konstantsena), siis , saame

Tulenevalt magnetilisest induktsioonist saame:

Konstantse pinge ja ankruahela väikese takistuse korral kui indutseeritav pinge (vastuelektromotoorjõud) on väiksem kui võime lihtsustatult väita, et konstantse pöördemomendi korral on pöörlemiskiirus n võrdeline ankrupingega.

Vahemikus on seega pöörlemiskiirus n juhitav ankrupingega. Praktikas pole vool konstantne, vaid sõltub mehaanilisest koormusest (vt mehaanikaosa diferentsiaalvõrrand 4). Kuna nii mootor kui ka toiteallikas on piiratud võimsusega, tuleb voolu piirata väliste reguleerimisahelatega.

Magnetvälja nõrgendusala[muuda | muuda lähteteksti]

Kui ja , siis on mootor oma nimitööpunktis. Tööpunktist ülespoole (suurema kiiruse suunas) on konstantse (maksimaalsel võimalikul väärtusel piiratud) ankrupinge korral võimalik kiirust suurendada üksnes magnetvoo nõrgendamisega.

Nõrgema magnetvälja korral on ka maksimaalne võimalik pöördemoment väiksem.

Vastavalt Lorentzi jõule on pöördemoment võrdeline -ga ja järelikult väiksem.

kus:

– ankruvool,
– ankrupinge,
– ankrumähise takistus,
– ankrumähise induktiivsus,
– ergutuspinge,
– ergutusvool,
– ergutusmähise takistus,
– ergutusmähise induktiivsus,
– ergutusmähiste arv,
– rootori nurkkiirus,
– indutseeritav pinge (vastuelektromotoorjõud),
– ergutusvoog,
– magnetvoog õhupilus,
– pöörlemiskiirus,
– pöördemoment,
ja – masinakonstandid.

Mehaanikaosa diferentsiaalvõrrandid eeldusel, et ergutusahelat pole arvesse võetud, on järgmised:

kus:

– ankru inertsimoment, mis sõltub ankru massijaotusest,
– ankru pöördenurk,
– ankru nurkkiirus,
– mootori koormusmomentide summa (kaasaarvatud võlliga ühendatud koormus),
– masinakonstant.

Lihtsustatult saame võrrandid välja kirjutada järgmiselt:

kus:

– ankrupinge
– ergutuspinge
– indutseeritud pinge ehk vastuelektromotoorjõud
masinakonstant
– põhivälja magnetvoog

Seejuures tuleb mainida, et kõik eeltoodud võrrandid kirjeldavad alalisvoolumootorit lihtsustatult, sest ei võta arvesse magneetimiskõveraid ega kirjelda kommutaatori tööd.

Vaata ka[muuda | muuda lähteteksti]

Välislingid[muuda | muuda lähteteksti]