Prinsip kerja Motor DC

Mesin arus searah (mesin DC) mengacu pada motor berputar yang mampu mengubah energi listrik dari arus searah menjadi energi mekanik (sebagai motor DC) atau mengubah energi mekanik menjadi energi listrik arus searah (sebagai generator DC). Ini adalah jenis motor yang memfasilitasi konversi timbal balik antara energi listrik dan mekanik. Bila beroperasi sebagai motor, berfungsi sebagai motor DC yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik; bila beroperasi sebagai generator, berfungsi sebagai generator DC, mengubah energi mekanik menjadi energi listrik.

 

Struktur komposisi

Struktur motor DC harus terdiri dari dua bagian utama: stator dan rotor. Bagian diam dari motor DC selama pengoperasian disebut stator. Fungsi utama stator adalah menghasilkan medan magnet, yang terdiri dari alas motor, kutub magnet utama, kutub pembalik, penutup ujung, bantalan, dan perangkat sikat. Bagian yang berputar selama operasi disebut rotor, yang terutama menghasilkan torsi elektromagnetik dan gaya gerak listrik induksi. Merupakan penghubung konversi energi pada motor DC, sehingga biasa disebut armature, terdiri dari poros, inti armature, lilitan armature, komutator, dan kipas.

 

Kutub magnet utama

Fungsi kutub magnet utama adalah untuk menghasilkan medan magnet celah udara. Kutub magnet utama terdiri dari dua bagian yaitu inti besi kutub magnet utama dan belitan eksitasi. Inti besi umumnya terbuat dari pelat baja silikon setebal 0,5 mm hingga 1,5 mm, yang ditekan dan dipaku menjadi satu. Ini dibagi menjadi dua bagian: badan tiang dan sepatu tiang. Bagian atas belitan eksitasi disebut badan tiang, dan bagian bawah yang melebar disebut sepatu tiang. Sepatu tiang lebih lebar dari badan tiang, yang dapat mengatur distribusi medan magnet di celah udara dan memudahkan fiksasi belitan eksitasi. Belitan eksitasi terbuat dari kawat tembaga berinsulasi dan dililitkan pada inti kutub magnet utama. Seluruh kutub magnet utama dipasang ke dasar mesin dengan sekrup,

Tiang pembalik

Fungsi tiang pembalik adalah untuk meningkatkan pergantian dan mengurangi kemungkinan percikan pergantian antara sikat listrik dan komutator selama pengoperasian motor. Umumnya dipasang di antara dua kutub magnet utama yang berdekatan dan terdiri dari inti besi kutub pembalik dan belitan kutub pembalik. Gulungan kutub pembalik terbuat dari kabel berinsulasi yang dililitkan pada inti besi kutub pembalik, dan jumlah kutub pembalik sama dengan kutub magnet utama.

 

Basis mesin

Kulit terluar stator motor disebut alas. Fungsi basis mesin ada dua:

Satu digunakan untuk memasang kutub magnet utama, kutub pembalik, dan penutup ujung, serta untuk menopang dan memperbaiki seluruh motor;

Kedua, basis mesin itu sendiri juga merupakan bagian dari rangkaian magnet, yang membentuk jalur magnet antar kutub magnet. Bagian yang dilalui fluks magnet disebut kuk magnet. Untuk memastikan bahwa dasar mesin memiliki kekuatan mekanik yang cukup dan konduktivitas magnet yang baik, umumnya terbuat dari baja tuang atau dilas dari pelat baja.

 

Perangkat sikat listrik

Perangkat sikat listrik digunakan untuk memasukkan atau mengekstrak tegangan DC dan arus DC. Alat sikat elektrik terdiri dari sikat elektrik, tempat sikat, batang sikat, dan tempat batang sikat. Sikat listrik ditempatkan pada dudukan sikat dan dikompresi dengan pegas untuk memastikan kontak geser yang baik antara sikat dan komutator. Tempat sikat dipasang pada batang sikat, yang dipasang pada dudukan batang sikat melingkar dan harus diisolasi satu sama lain. Tempat duduk batang sikat dipasang pada penutup ujung atau penutup bagian dalam bantalan, dan posisi melingkar dapat disesuaikan. Setelah penyesuaian, itu diperbaiki.

 

(1) Inti besi angker

Inti jangkar adalah bagian utama dari rangkaian magnet utama dan digunakan untuk menyematkan belitan jangkar. Inti besi jangkar umum terbuat dari lembaran baja silikon setebal 0,5 mm yang dilubangi dan dilaminasi untuk mengurangi arus eddy dan kerugian histeresis yang dihasilkan pada inti besi jangkar selama pengoperasian motor. Inti besi yang ditumpuk dipasang pada poros atau braket rotor. Lingkaran luar inti besi mempunyai slot jangkar, di mana belitan jangkar tertanam.

(2) Gulungan jangkar

Fungsi belitan jangkar adalah untuk menghasilkan torsi elektromagnetik dan gaya gerak listrik induksi, dan merupakan komponen kunci untuk konversi energi pada motor DC, sehingga disebut jangkar. Terdiri dari banyak kumparan (selanjutnya disebut komponen) yang dihubungkan menurut aturan tertentu. Kumparan dililitkan dengan-kawat berenamel berkekuatan tinggi atau kawat tembaga pipih yang dibungkus serat kaca. Tepi kumparan dari kumparan yang berbeda dibagi menjadi lapisan atas dan bawah dan tertanam dalam slot jangkar. Isolasi antara kumparan dengan inti besi, serta antara tepi atas dan bawah kumparan harus dijaga dengan baik. Untuk mencegah gaya sentrifugal melemparkan tepi kumparan keluar dari slot, slot dipasang dengan slot wedges. Bagian sambungan ujung kumparan yang keluar dari slot diikat dengan pita kaca bukan tenunan termoset.-

 

(3) Komutator

Pada motor DC, komutator dilengkapi dengan sikat listrik, yang dapat mengubah daya DC eksternal menjadi arus bolak-balik pada kumparan jangkar, menjaga arah torsi elektromagnetik tetap konstan; Pada generator DC, komutator dilengkapi dengan sikat listrik yang dapat mengubah gaya gerak listrik bolak-balik yang diinduksikan pada kumparan jangkar menjadi gaya gerak listrik langsung yang ditarik dari sikat listrik positif dan negatif. Komutator adalah badan silinder yang terdiri dari banyak segmen komutator, yang diisolasi dengan lembaran mika di antaranya.

 

(4) Poros berputar

Poros memainkan peran pendukung dalam putaran rotor dan memerlukan tingkat kekuatan dan kekakuan mekanik tertentu. Umumnya diproses dari baja bulat

Kategori Utama

 

(5) generator DC

Generator DC adalah mesin yang mengubah energi mekanik menjadi energi listrik DC. Hal ini terutama digunakan sebagai sumber daya eksitasi untuk motor DC, elektrolisis, pelapisan listrik, peleburan listrik, pengisian daya, dan generator AC. Meskipun komponen penyearah daya juga digunakan di tempat-tempat yang memerlukan arus searah untuk mengubah arus bolak-balik menjadi arus searah, namun dari segi kinerja tertentu, sumber listrik penyearah arus bolak-balik tidak dapat sepenuhnya menggantikan generator arus searah.

(6)motor DC

Alat berputar yang mengubah energi arus searah menjadi energi mekanik. Stator motor listrik menyediakan medan magnet, catu daya DC menyediakan arus ke belitan rotor, dan komutator menjaga arah arus rotor dan torsi yang dihasilkan oleh medan magnet tetap konstan. Motor DC dapat dibagi menjadi dua kategori berdasarkan apakah motor tersebut dilengkapi dengan komutator sikat yang umum digunakan, termasuk motor DC sikat dan motor DC tanpa sikat.

Motor DC tanpa sikat adalah jenis motor DC baru yang dikembangkan dalam beberapa tahun terakhir seiring dengan perkembangan teknologi mikroprosesor, penerapan perangkat elektronik daya baru dengan frekuensi peralihan tinggi dan konsumsi daya rendah, serta optimalisasi metode kontrol dan munculnya bahan magnet permanen berbiaya rendah-dengan tingkat energi magnet yang tinggi.

(7) Prinsip Pengendalian

Prinsip kendali motor DC brushless adalah untuk memutar motor, unit kendali terlebih dahulu harus menentukan posisi rotor motor yang dirasakan oleh sensor hall, kemudian menentukan urutan menghidupkan (atau mematikan) transistor daya pada inverter sesuai dengan belitan stator. AH, BH, CH (disebut transistor daya lengan atas) dan AL, BL, CL (disebut transistor daya lengan bawah) pada inverter membuat arus mengalir melalui kumparan motor secara berurutan menghasilkan medan magnet berputar maju (atau mundur), dan berinteraksi dengan magnet rotor, sehingga membuat motor berputar searah/berlawanan arah jarum jam. Ketika rotor motor berputar ke posisi di mana rangkaian sinyal lain dirasakan oleh sensor hall, unit kendali menyalakan rangkaian transistor daya berikutnya, sehingga motor siklik dapat terus berputar ke arah yang sama hingga unit kendali memutuskan untuk menghentikan rotor motor dan mematikan transistor daya (atau hanya menghidupkan transistor daya lengan bawah); Jika rotor motor dibalik, urutan aktivasi transistor daya juga dibalik.

 

Pada dasarnya cara pembukaan transistor daya dapat dicontohkan sebagai berikut: AH, golongan BL → AH, golongan CL → BH, golongan CL → BH, golongan AL → CH, golongan AL → golongan CH, BL, tetapi tidak boleh dibuka sebagai AH, AL atau BH, BL atau CH, CL. Selain itu, karena komponen elektronik selalu memiliki waktu respons saklar, waktu respons transistor daya harus diperhitungkan saat mematikan dan menghidupkan. Jika tidak, jika lengan atas (atau lengan bawah) tidak dimatikan sepenuhnya, lengan bawah (atau lengan atas) sudah menyala, mengakibatkan korsleting antara lengan atas dan bawah dan membakar transistor daya.

 

Saat motor berputar, unit kendali akan membandingkan perintah yang terdiri dari kecepatan dan laju akselerasi/deselerasi yang ditetapkan oleh pengemudi dengan kecepatan perubahan sinyal sensor hall (atau dihitung oleh perangkat lunak) untuk menentukan apakah rangkaian sakelar berikutnya (AH, BL atau AH, CL atau BH, CL atau...) harus dihidupkan dan durasi waktu penyalaan. Jika kecepatannya tidak cukup, maka akan diperpanjang; jika kecepatannya terlalu tinggi, maka akan dipersingkat. Bagian pekerjaan ini diselesaikan oleh PWM. PWM adalah cara untuk menentukan apakah kecepatan motor cepat atau lambat, dan cara menghasilkan PWM tersebut adalah inti untuk mencapai pengendalian kecepatan yang lebih tepat.

 

Kontrol-kecepatan tinggi harus mempertimbangkan apakah resolusi JAM sistem cukup untuk memahami waktu pemrosesan instruksi perangkat lunak. Selain itu, metode akses data untuk perubahan sinyal sensor hall juga memengaruhi kinerja prosesor, akurasi penilaian, dan kinerja-waktu nyata. Sedangkan untuk kontrol kecepatan-kecepatan rendah, khususnya start-kecepatan rendah, perubahan sinyal sensor hall yang dikembalikan menjadi lebih lambat. Sangat penting untuk mengekstrak sinyal, memprosesnya pada waktu yang tepat, dan mengkonfigurasi nilai parameter kontrol dengan tepat sesuai dengan karakteristik motor. Alternatifnya, umpan balik kecepatan dapat disesuaikan berdasarkan perubahan encoder untuk meningkatkan resolusi sinyal guna kontrol yang lebih baik. Motor dapat beroperasi dengan lancar dan merespons dengan baik, dan kesesuaian kontrol PID tidak dapat diabaikan. Seperti disebutkan sebelumnya, motor DC tanpa sikat merupakan kontrol loop tertutup, sehingga sinyal umpan balik setara dengan memberi tahu departemen kontrol seberapa besar perbedaan kecepatan motor dari kecepatan target, yang merupakan kesalahan. Mengetahui kesalahan secara alami memerlukan kompensasi, yang dapat dicapai melalui pengendalian teknik tradisional seperti kontrol PID. Namun, keadaan dan lingkungan kontrol sebenarnya rumit dan{19}}selalu berubah. Untuk mencapai pengendalian yang kuat dan tahan lama, faktor-faktor yang perlu dipertimbangkan mungkin tidak sepenuhnya dikuasai oleh pengendalian teknik tradisional. Oleh karena itu, kendali fuzzy, sistem pakar, dan jaringan saraf juga akan dimasukkan sebagai teori penting untuk kendali PID cerdas.