3.2.2 Egyenáramú motorok

iDevice ikon


141. ábra

 

A motorok a villamos energiát mechanikai energiává, általában forgó mozgássá alakítják. Az egyenáramú motor szerkezete pontosan megegyezik az egyenáramú generátor szerkezetével, vagyis egy egyenáramú gép attól függően, hogy mechanikai vagy villamos energiával tápláljuk, generátorként vagy motorként működik (141. ábra).

Motor üzemmódban a forgórészre (armatúrára) feszültséget kapcsolva mágneses tér alakul ki, mely kölcsönhatásba lép az állórész terével, és forgatónyomaték keletkezik. Amikor a forgó keret vezetői elhagyják az egyik mágneses pólust a félgyűrűk megcserélik a tekercsvégek polaritását, ennek következtében a másik pólus terében az előzővel azonos irányú forgatónyomaték hat rájuk. A forgórészt a kritikus váltási ponton a tehetetlensége viszi át.

A feszültség polaritását felcserélve az erő és a forgatónyomaték iránya is ellentétes lesz, a motor forgásiránya megváltozik.

A gyakorlatban keret helyett többmenetes tekercs van, és a forgást több - egymással szöget bezáró - tekerccsel teszik egyenletesebbé. A kommutátor ekkor sok szeletből áll.

Forgás közben a tekercsben feszültség indukálódik, amelynek polaritása - a Lenz törvény értelmében - ellentétes a rákapcsolt feszültséggel. A forgórész áramát mindig a rákapcsolt és a tekercsben indukálódott feszültség különbsége, valamint az armatúra tekercsének ellenállása határozza meg.

(ellenindukált feszültség, Uie)

Egy meghatározott fordulatszámnál a külső és az indukált belső feszültség megegyezik egymással. Ekkor az áram nullára csökken és forgatónyomaték nem keletkezik, a fordulatszám tovább nem növekszik. Ha nagyobb a kapocsfeszültség, az egyensúly csak nagyobb fordulatszámnál alakul ki, vagyis a fordulatszám egyenesen arányos a kapocsfeszültséggel. Ha a motorban a kapocsfeszültségnél nagyobb feszültség indukálódna, a gép generátorrá válna.

A motor fontos jellemzője az áramfelvétel. Induláskor (amikor a forgórész még áll) nem keletkezik ellen feszültség, ezért a motor árama és nyomatéka is rendkívül nagy. Forgás közben az áramfelvétel egyre csökken, és az üresjárati fordulatszám elérésekor csak a súrlódásból és közegellenállásból származó fékező nyomatéknak megfelelő üresjárási áram folyik. A motor megterhelésekor a fordulatszáma és belső indukált feszültsége a terheléssel arányosan csökken, emiatt árama a terheléssel arányosan növekszik.