Hogyan működik az egyenáramú villanymotor?
Az egyenáramú villanymotor egy elektromos motor, amely áramot szolgáltat a gépeknek, mivel elektromos energiát használ fel fő funkciójának ellátásához. Ennek a motornak az 1870-es években történő bevezetése megnyitotta az utat a második ipari forradalom előtt.
Az egyenáramú villanymotor működésének elsődleges elve azon alapul, hogy a mágnesek hogyan reagálnak egymásra: mint a mágneses pólusok taszítanak, és ellentétben a mágneses pólusok vonzzák egymást. Ha megnézi az egyenáramú villanymotort, akkor egy huzal tekercset (armatúra) és egy patkó mágnest (állórész) lát az alapvető alkatrészek részeként. Minden alkalommal, amikor elektromos áram folyik a tekercsen, elektromágneses mező keletkezik, és a tekercs középpontjához igazodik. Az áram be- vagy kikapcsolásakor a mágneses mező is be- vagy kikapcsol.
A folyamat elektromos árammal kezdődik – akkumulátorról vagy közvetlen forrásból. Az áram a pozitív kivezetésből áramlik, és áthalad egy félkörös kommutátoron, amely a huzaltekercs mindkét végéhez van rögzítve. A kommutátor keféi lehetővé teszik az áram áthaladását a rézhuzal hurkán két mágneses pólus között. A kefék fenntartják az áram útját – jobbra és balra haladva. Az elektromos áram félfordulatonkénti megfordítása tartja a huzalt ugyanabban az irányban. E kommutátor nélkül csak 180 °-os fordulatot kaphat. Amint az áram iránya megfordul, a keletkező mágneses mező hatására a tekercs további 180 °-os fordulatot hajt végre ugyanabba az irányba a teljes forgás befejezése érdekében.
Minden alkalommal, amikor az elektromos áram folyik az egyenáramú villanymotorban, egy erő mozgatja a vezetéket. A mágnes déli pólusán felfelé irányuló erő keletkezik, ami miatt a huzal felfelé mozog. A mágnes északi pólusán lefelé irányuló erő keletkezik, amely arra készteti a vezetéket, hogy mozogjon lefelé. Emiatt a huzaltekercs tengelyen vagy nyomatékon forog.
Az egyenáramú villanymotor fordulatszáma az armatúra feszültségén keresztül szabályozható. A legtöbb esetben a legnagyobb nyomatékot gyakran alacsony fordulatszámon érik el. Ez az alkalmazás a legjobb villamosok és más elektromos járművek számára.