Kuidas töötab alalisvoolu mootor? (0)

Tartu Kutsehariduskeskus
Kuidas töötab alalisvoolu mootor?
Autor: nimi
kursus
Tartu 2012
Sisukord
1. Alalisvoolumootori põhimõte 2
2. Kuidas alalisvoolumootor töötab? 3
Kokkuvõte 4

1. Alalisvoolumootori põhimõte

Alalisvoolu (ehk DC) mootor on üks kõige lihtsam mootor. Tema mehaaniliseks väljundiks on võlli pidev pöörlemine. Võrreldes servo-või sammmootoriga on alalisvoolu mootor üpris juhitamatu, tema kahel elektriklemmil polaarsusi vahetades saab muuta pöörlemise suunda. Veojõud sõltub toite pingest , nagu ka kiirus. Viimane sõltub oluliselt ka sellest, kui suur on koormus. Etteantava juhtsignaaliga järgi pole võimalik eeldada mitu pööret on mootor juba teinud. Seda pole ka tihti vaja. Näiteks: roboti veomootorites, kus liigutakse edasi, tagasi või seistakse lähtuvalt välisest tagasisidest (sonari, puute-jms andurite lugemist). Alalisvoolu mootori puudus on see, et nende jõud on väike aga pöörlemiskiirus väga suur, seega praktilistes rakendustes on peaaegu alati vaja kasutada aeglustavat ja jõudu suurendavat ülekannet (käigukasti). Eelis, näiteks sammmootori ees, on suur erivõimsus (suur võimsus oma massi ja suuruse kohta) ja see, et nad on kõige odavamad mootorid.

2. Kuidas alalisvoolumootor töötab?

Alalisvoolumootoreid on tegelikult mitmeid erinevaid tüüpe sõltuvalt nende võimsusest. Siin kohal käsitleme ainult pisikesi nn. Mikromootoreid. Sellise mootori peamisteks koostisosadeks on paigal seisev staator ja pöörlev rootor. Staator koosneb püsimagnetitest,  rootor aga mähistest (ankrud) ja kommutaatorist. Vaatame kuidas see toimib.
Vooluga mähistraadile mõjub püsimagnetite tekitatud väljas Lorenzi jõud. Jõu suund on määratud parema käe reegliga. Lorenzi jõud keeraks rootorit kuni tasakaalu asendini. Sinna jõudes aga kommutaator pöördub nii palju, et ühendab mähisel pinge polaarsuse ümber, seega muutub ka voolu suund ja tekkib uuesti keerav jõud, mis viiks ta järgmisesse tasakaalu asendisse, siis toimub analoogiline ümber ühendamine ja nii võib mootor pöörelda lõpmatuseni või vähemalt esimese voolukatkestuseni, kui enne laagrid läbi ei kulu. Kui mootorile on rakendatud nõrk koormus (kui väliselt koormust pole, siis on selleks hõõrdejõud laagrites ja kommutatori ning harjade vahel) siis kasvab kiirus väga suureks, mis võib mõnedele mootoritele isegi kahjulik olla, tugev kulumine ja harjade ning kollektori kuumenemine . Samas on ka täielik kinni kiilumine enamikele alalisvoolumootoritele kahjulik – kasvab vool ja mähised kuumenevad.
Rootori pöörlemine S N

Kokkuvõte

Alalisvoolumootor on üks kõige lihtsam mootor. Mootori peamisteks koostisosadeks on paigal seisev staator ja pöörlev rootor. Staator koosneb püsimagnetitest,  rootor aga mähistest ja kommutaatorist. Kuidas mootor töötab? Vooluga mähistraadile mõjub püsimagnetite tekitatud väljas Lorenzi jõud. Jõu suund on määratud parema käe reegliga. Lorenzi jõud keeraks rootorit kuni tasakaalu asendini. Sinna jõudes aga kommutaator pöördub nii palju, et ühendab mähisel pinge polaarsuse ümber, seega muutub ka voolu suund ja tekkib uuesti keerav jõud, mis viiks ta järgmisesse tasakaalu asendisse, siis toimub analoogiline ümber ühendamine ja nii võib mootor pöörelda lõpmatuseni või vähemalt esimese voolukatkestuseni, kui enne laagrid läbi ei kulu. Alalisvoolu mootori puudus on see, et nende jõud on väike aga pöörlemiskiirus väga suur, seega praktilistes rakendustes on peaaegu alati vaja kasutada aeglustavat ja jõudu suurendavat ülekannet (käigukasti).
4