DC-motorn: Skillnad mellan sidversioner

Från Wikiskola
Hoppa till navigering Hoppa till sök
VisuellWikitext
 
(25 mellanliggande sidversioner av 5 användare visas inte)
Rad 1: Rad 1:
== Funktion ==
==Uppbyggnad==
En DC motor är en Elektrisk motor som omvandlar
En DC motor är en elektrisk motor som omvandlar elektrisk ström till rörelseenergi. Motorn består av två huvuddelar en stator och en rotor. Statorn är statisk och består ofta av permanenta magneter som skapar ett konstant magnetfält. Armaturen består av en enkel elektromagnet som är tillverkad av en isolerad koppartråd som lindas runt en metallbit. Armaturen tillsammans med kommutatorn som är kopplad till en likströmskälla utgör rotorn.
==Funktionsprincip==
[[Fil:Dc Motor.jpg|200px|höger]]
När strömmen flödar genom spolen skapas ett elektromagnetiskt fält som får spolen att attraheras till statorns syd- eller nordpol (beroende på riktning) vilket får rotorn att vrida sig. När rotorn vrider sig så vrider sig även kommutator ringen som då kopplas till strömkällan med den motsatta polariteten. Strömmen byter då riktning och rotorn attraheras då istället till statorns andra magnet. P.g.a den växlande kontaktytan så växlar spolen mellan + och - som som gör att spolen roterar vilket skapar rörelsen i DC-motorn. För en stabilare rotationshastighet används ofta fler poler i rotorn. 


Efter många andra mer eller mindre framgångsrika försök med relativt svagt roterande och fram och återgående apparater skapade preussiska Moritz von Jacobi den första riktiga roterande elektriska motorn i maj 1834. Den utvecklade enastående mekanisk uteffekt. Hans motor satt en världsrekord, som Jacobi förbättrade fyra år senare i september 1838. [13] Hans andra motor var kraftfull nog att köra en båt med 14 personer över en bred flod. Det var också 1839/40 som andra utvecklare lyckades bygga motorer med liknande och högre prestanda.
En modern DC motor byggs oftast med två terminaler. Dessa användes för att få mer kontroll på det motorn kan göra. Om du leder ström genom terminalerna så snurrar motorn. Om du roterar terminalerna så snurrar spolen åt andra sidan. Om du sluter leda ström genom terminalerna så förlorar motorn sin kraft och kommer till ett stop. Om motorn kortsluts så kommer motor till en omedelbar stop. De bästa utav DC motorna har fyra terminaler istället för två. Detta gör så att motorn kan fungera på det sätt jag skrev ovan.


Den första kommutatorns likströmsmotor som kan rotera maskiner uppfanns av den brittiska forskaren William Sturgeon 1832. [14] Efter Sturgeons arbete byggdes en direktströmselektronik av en kommutatortyp av den amerikanska uppfinnaren Thomas Davenport, som han patenterade 1837. Motorerna körde upp till 600 varv per minut och maskinverktyg och tryckpress. [15] På grund av den höga kostnaden för primär batterikraft var motorerna kommersiellt misslyckade och konkurserade Davenport. Flera uppfinnare följde Sturgeon i utvecklingen av likströmsmotorer, men alla stötte på samma batterikostnadsproblem. Inget eldistributionssystem var tillgängligt för tillfället. Ingen praktisk kommersiell marknad uppstod för dessa motorer. [16]
==Användningsområde==
Det finns flera olika användnings områden för DC-motorer. De flesta DC-motorer används inom kommersiell bruk.
Till exempel elektriska tandborstar, radiostyrda bilar, vissa växellådor, elektriska leksaker och fläktar.


År 1855 byggde Jedlik en enhet med liknande principer som de som användes i hans elektromagnetiska självrotorer som kunde hjälpa till. [6] [12] Han byggde en modell elbil samma år. [17]
==Prestanda==
 
En viktig vändpunkt kom 1864, när Antonio Pacinotti först beskrev armaturen. Detta presenterade symmetriskt grupperade spolar stängda på sig själva och kopplade till en kommutators stänger, vars borstar levererade praktiskt taget icke-fluktuerad ström. [18] [19] De första kommersiellt framgångsrika likströmsmotorerna följde uppfinningen av Zénobe Gramme, som år 1871 återuppfinde Pacinottis design. I 1873 visade Gramme att hans dynamo kunde användas som en motor, vilket han visade sig ha stor effekt på utställningar i Wien och Philadelphia genom att ansluta två sådana likströmsmotorer upp till 2 km från varandra med hjälp av en som generator. [20]
 
År 1886 uppfann Frank Julian Sprague den första praktiska likströmsmotorn, en icke-gnistande anordning som upprätthöll relativt konstant hastighet under varierande belastningar. Andra Sprague elektriska uppfinningar om den här tiden förbättrade kraftigt elfördelningen (tidigare arbete som gjordes av Thomas Edison), tillåten att el från elmotorer skulle returneras till elnätet, för elektrisk distribution till vagnar via trådledningar och vagnspolen, och tillhandahöll styrsystem för elektriska operationer. Detta gjorde det möjligt för Sprague att använda elmotorer för att uppfinna det första elvagnssystemet 1887-88 i Richmond, Virginia, den elektriska hissen och kontrollsystemet 1892, och den elektriska tunnelbanan med oberoende drivna centralt kontrollerade bilar. Den senare installerades först 1892 i Chicago av South Side Elevated Railroad, där den blev populärt känd som "L". Spragues motor och relaterade uppfinningar ledde till en explosion av intresse och användning i elmotorer för industrin. Utvecklingen av elmotorer med acceptabel effektivitet försenades i flera årtionden genom att inte erkänna den extrema betydelsen av ett luftgap mellan rotorn och statoren. Effektiva konstruktioner har ett relativt litet luftgap. [21] [a] St Louis-motorn, som länge användes i klassrum för att illustrera motorprinciper, är extremt ineffektiv av samma anledning, och verkar inte som en modern motor. ]
 
Elmotorer revolutionerade industrin. Industriella processer begränsades inte längre av kraftöverföring med hjälp av linjeskaft, bälten, tryckluft eller hydrauliskt tryck. Istället kan varje maskin vara utrustad med sin egen strömkälla, vilket ger enkel kontroll vid användningsplatsen och förbättrar effektiviteten i kraftöverföringen. Elektriska motorer som användes inom jordbruket eliminerade människa och djurmuskelkraft från sådana uppgifter som hantering av korn eller pumpande vatten. Hushållens användning av elmotorer minskade tungt arbete i hemmet och gjorde högre normer för bekvämlighet, komfort och säkerhet möjligt. Idag förbrukar elmotorer mer än hälften av den elektriska energin som produceras i USA. [23]
 
== Användningsområde ==
 
== Prestanda ==
[[Fil:Challes bild.png|400px|ramlös|höger]]
[[Fil:Challes bild.png|400px|ramlös|höger]]
Motorer har vridmoment-kurvor. För en fast ingångsspänning från ett batteri sänks motorvarvtalet när det laddas. Med fri belastning på axeln (fri körning) körs motorn med fri last (NLS), den snabbaste möjliga hastigheten för den spänningen. När axeln är fullt lastad och inte får röra sig är hastigheten noll och motorn producerar sitt stallmoment (ST), det maximala möjliga vridmomentet. Vid stallvridmoment är strömmen utdragen från batteriet maximalt, liksom motorns uppvärmning. Motorerna ska endast användas i stall endast under korta perioder (sekunder) för att spara batterier och för att motorn ska smälta. Diagrammet nedan visar en idealmomenthastighetskurva. Punkten som betecknas som driftspunkt indikerar den hastighet som motorn kommer att köra vid körning av en specifik arbetsbelastning. När den belastningen ändras glider arbetspunkten upp och ner vridmomentkurvan.
Motorer har vridmoment-kurvor. För en fast ingångsspänning från ett batteri sänks motorvarvtalet när det laddas. Med fri belastning på axeln (fri körning) körs motorn med fri last (NLS), den snabbaste möjliga hastigheten för den spänningen. När axeln är fullt lastad och inte får röra sig är hastigheten noll och motorn producerar sitt stallmoment (ST), det maximala möjliga vridmomentet. Vid stallvridmoment är strömmen utdragen från batteriet maximalt, liksom motorns uppvärmning. Motorerna ska endast användas i stall endast under korta perioder (sekunder) för att spara batterier och för att motorn ska smälta. Diagrammet nedan visar en idealmomenthastighetskurva. Punkten som betecknas som driftspunkt indikerar den hastighet som motorn kommer att köra vid körning av en specifik arbetsbelastning. När den belastningen ändras glider arbetspunkten upp och ner vridmomentkurvan.


Här nedan kan ni se ett exempel på en tabell för en normal 10 Watts DC-motor:
[[Fil:Motor-image-003.png|centrerad]]


 
ω = ω<sub>0</sub> - kT, där ω<sub>0</sub> är vinkelhastigheten utan extern belastning men ändamålsenlig och verklig friktion etc.
ω = ω0 - kT, där ω0 är vinkelhastigheten utan extern belastning men ändamålsenlig och verklig friktion etc.


T är vridmomentet som produceras av motorn för att balansera den yttre belastningen, och k är systemkonstanten som beskriver den hastighet vid vilken ω minskar när T ökar.
T är vridmomentet som produceras av motorn för att balansera den yttre belastningen, och k är systemkonstanten som beskriver den hastighet vid vilken ω minskar när T ökar.
Rad 32: Rad 28:
Det kan visas att den maximala mekaniska effekten ligger vid det vridmomentet som är hälften av vridmomentet vid vilket ω = 0, dvs hälften av "stall" vridmomentet.
Det kan visas att den maximala mekaniska effekten ligger vid det vridmomentet som är hälften av vridmomentet vid vilket ω = 0, dvs hälften av "stall" vridmomentet.


== Pris och inköpsställen ==
==Pris och inköpsställen==
https://www.transmotec.se/produkt-kategori/dc-motorer/
https://www.transmotec.se/produkt-kategori/dc-motorer/
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Rad 38: Rad 34:
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------


== Källor ==
==Källor==
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
http://www.me.umn.edu/courses/me2011/arduino/technotes/dcmotors/motor-tutorial/                                                                               
http://www.me.umn.edu/courses/me2011/arduino/technotes/dcmotors/motor-tutorial/                                                                               
Rad 47: Rad 43:
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
https://www.transmotec.se/produkt-kategori/dc-motorer/
https://www.transmotec.se/produkt-kategori/dc-motorer/
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
compotech.se
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Nuvarande version från 21 april 2021 kl. 08.22

Uppbyggnad

En DC motor är en elektrisk motor som omvandlar elektrisk ström till rörelseenergi. Motorn består av två huvuddelar en stator och en rotor. Statorn är statisk och består ofta av permanenta magneter som skapar ett konstant magnetfält. Armaturen består av en enkel elektromagnet som är tillverkad av en isolerad koppartråd som lindas runt en metallbit. Armaturen tillsammans med kommutatorn som är kopplad till en likströmskälla utgör rotorn.

Funktionsprincip

När strömmen flödar genom spolen skapas ett elektromagnetiskt fält som får spolen att attraheras till statorns syd- eller nordpol (beroende på riktning) vilket får rotorn att vrida sig. När rotorn vrider sig så vrider sig även kommutator ringen som då kopplas till strömkällan med den motsatta polariteten. Strömmen byter då riktning och rotorn attraheras då istället till statorns andra magnet. P.g.a den växlande kontaktytan så växlar spolen mellan + och - som som gör att spolen roterar vilket skapar rörelsen i DC-motorn. För en stabilare rotationshastighet används ofta fler poler i rotorn.

En modern DC motor byggs oftast med två terminaler. Dessa användes för att få mer kontroll på det motorn kan göra. Om du leder ström genom terminalerna så snurrar motorn. Om du roterar terminalerna så snurrar spolen åt andra sidan. Om du sluter leda ström genom terminalerna så förlorar motorn sin kraft och kommer till ett stop. Om motorn kortsluts så kommer motor till en omedelbar stop. De bästa utav DC motorna har fyra terminaler istället för två. Detta gör så att motorn kan fungera på det sätt jag skrev ovan.

Användningsområde

Det finns flera olika användnings områden för DC-motorer. De flesta DC-motorer används inom kommersiell bruk. Till exempel elektriska tandborstar, radiostyrda bilar, vissa växellådor, elektriska leksaker och fläktar.

Prestanda

Motorer har vridmoment-kurvor. För en fast ingångsspänning från ett batteri sänks motorvarvtalet när det laddas. Med fri belastning på axeln (fri körning) körs motorn med fri last (NLS), den snabbaste möjliga hastigheten för den spänningen. När axeln är fullt lastad och inte får röra sig är hastigheten noll och motorn producerar sitt stallmoment (ST), det maximala möjliga vridmomentet. Vid stallvridmoment är strömmen utdragen från batteriet maximalt, liksom motorns uppvärmning. Motorerna ska endast användas i stall endast under korta perioder (sekunder) för att spara batterier och för att motorn ska smälta. Diagrammet nedan visar en idealmomenthastighetskurva. Punkten som betecknas som driftspunkt indikerar den hastighet som motorn kommer att köra vid körning av en specifik arbetsbelastning. När den belastningen ändras glider arbetspunkten upp och ner vridmomentkurvan.

Här nedan kan ni se ett exempel på en tabell för en normal 10 Watts DC-motor:

ω = ω0 - kT, där ω0 är vinkelhastigheten utan extern belastning men ändamålsenlig och verklig friktion etc.

T är vridmomentet som produceras av motorn för att balansera den yttre belastningen, och k är systemkonstanten som beskriver den hastighet vid vilken ω minskar när T ökar.

Ställhastigheten för en elektrisk motor nås mycket snabbt; Acceleration observeras inte lätt i våra experiment.

Systemets prestanda beskrivs av ω mot T-kurvan. Den mekaniska effektkurvan kan beräknas genom att multiplicera Tω = P och plotta P mot T.

Det kan visas att den maximala mekaniska effekten ligger vid det vridmomentet som är hälften av vridmomentet vid vilket ω = 0, dvs hälften av "stall" vridmomentet.

Pris och inköpsställen

https://www.transmotec.se/produkt-kategori/dc-motorer/

På den här sidan så får du veta allt du behöver om Dc-motorer innan köp då de ger detaljerad information om hur stora motorerna är, hur starka de är osv. De har bra pris jämfört med andra sidor där motorerna kostar flera tusen.

Källor

http://www.me.umn.edu/courses/me2011/arduino/technotes/dcmotors/motor-tutorial/

http://eelinux.ee.usm.maine.edu

https://community.nxp.com/docs/DOC-1067

https://www.transmotec.se/produkt-kategori/dc-motorer/

compotech.se

Hämtad från ”https://wikiskola.se/index.php?title=DC-motorn&oldid=55090”