DC 모터란 무엇입니까? 4선 다이어그램, 속도 제어 및 AC 모터 비교- Suzhou Retek Electric Technology Co., Ltd.

DC 모터는 자기장의 상호 작용을 통해 직류 전기 에너지를 기계적 회전으로 변환합니다. 방법 이해하기 DC 모터는 다음의 원리로 작동합니다. 로렌츠 힘이 첫 번째 단계이지만 올바른 선택 가변 속도 12V DC 모터 배선을 올바르게 하십시오. 특히 4선식 DC 모터 연결도 —실제 성능을 결정합니다. 이 기사에서는 DC 모터의 구성 요소 , 정확한 표시 DC 모터의 배선도 설정 및 설명 DC 모터의 속도 및 토크 제어 실용적인 데이터를 갖춘 시스템. 우리도 대조한다 에이C 모터는 어떻게 작동합니까? 그래야 명확한 선택을 할 수 있습니다.

DC 모터 란 무엇이며 회전 원리는 무엇입니까?

에이 DC 모터는 다음의 원리로 작동합니다. 로렌츠 힘의 법칙: 전류가 흐르는 도체가 자기장에 놓이면 기계적 힘을 받습니다. 모든 브러시 DC 모터 내부에서 이 힘은 전기자 권선에 작용하여 샤프트를 회전시키는 토크를 생성합니다. 회전 방향은 플레밍의 왼손 법칙에 의해 결정됩니다. 즉, 전류 또는 자기장의 극성이 바뀌면 모터의 방향도 바뀐다. 영구 자석 DC 모터에서 고정자는 고정 필드를 제공하고 전기자 전류는 토크를 직접 제어합니다. 관계는 선형이며 Nm 단위의 토크는 모터의 토크 상수(Kt)와 전기자 전류의 곱입니다. 전형적인 가변 속도 12V DC 모터 , Kt는 약 0.05Nm/A일 수 있습니다. 즉, 2A가 대략 0.1Nm의 연속 토크를 생성한다는 의미입니다.

또 다른 중요한 원리는 역기전력(back EMF)입니다. 전기자가 회전함에 따라 전원에 반대되는 전압이 생성됩니다. 역기전력과 저항 전압 강하를 더한 값이 적용된 전압과 같을 때 모터 속도가 안정화됩니다. 이러한 자기 조절 행동은 DC 모터의 속도 및 토크 제어 예측 가능성이 높은 회로: 전압을 낮추면 새로운 평형에 도달할 때까지 모터 속도가 느려집니다.

Brushless DC Motor for Robotic Lawn Mower 42mm Diameter W42 Series

DC 모터의 구성 요소: 세부 분석

모든 브러시 DC 모터는 다음 세트를 공유합니다. DC 모터의 구성 요소 효율성과 서비스 수명에 직접적인 영향을 미칩니다. 아래 표에는 주요 부분과 해당 기능이 나열되어 있습니다. BLDC(브러시리스 DC 모터)에서는 기계식 정류자가 전자 정류로 대체되지만 기본 전자기 구성 요소는 그대로 유지됩니다.

브러시드 DC 모터의 주요 부품과 에너지 변환에서의 역할
구성요소	재질 / 유형	주요 기능
고정자(계자석)	영구자석 또는 상처장	고정 자기장을 생성합니다.
전기자(로터)	구리 권선이 있는 적층 강철 코어	전류를 전달하고 토크를 생성합니다.
정류자	전기자 샤프트의 구리 세그먼트	반 바퀴마다 전기자의 전류 방향을 바꿉니다.
브러쉬	탄소 또는 흑연	고정 리드에서 회전 정류자로 전류를 전달합니다.
샤프트 및 베어링	스틸 샤프트, 볼 또는 슬리브 베어링	회전을 지원하고 마찰을 줄입니다.

별도로 여자된 DC 모터에서 - 일반적으로 다음을 다룰 때 발생합니다. 4선식 DC 모터 연결도 - 계자 권선은 전기자와 독립적으로 공급되므로 영구 자석 또는 직렬 권선 유형에 비해 두 개의 추가 단자가 추가됩니다. 이를 통해 고급 기술에 필수적인 계자속 및 전기자 전류에 대한 정밀하고 독립적인 제어가 가능합니다. DC 모터의 속도 및 토크 제어 응용 프로그램.

4선 DC 모터 연결 및 배선 다이어그램 설명

에이 4선식 DC 모터 연결도 일반적으로 별도로 여자된 DC 모터 또는 접근 가능한 계자 및 전기자 권선이 있는 범용 모터를 나타냅니다. 4개의 터미널에는 A1과 A2(전기자), F1과 F2(필드)가 표시되어 있습니다. 올바른 DC 모터의 배선도 이 유형의 전기자 회로와 계자 회로를 완전히 분리합니다. 아래 표는 가변 속도 드라이브에 사용되는 표준 연결 방식을 보여줍니다. 영구 자석 모터로 작업하는 경우 전선 두 개만 찾을 수 있으며 고정 자석이 자기장을 제공하므로 설정이 크게 단순화됩니다.

별도로 여자된 4선 DC 모터의 일반적인 단자 식별 및 연결
모터 터미널	와이어 색상(일반)	연결 대상
에이1	빨간색	에이rmature supply positive (from H-bridge or PWM driver)
에이2	블랙	에이rmature supply negative
F1	흰색 또는 노란색	필드 공급 양극(조정된 DC, 정전압 또는 전류)
F2	블루	필드 공급 네거티브

사용할 때 가변 속도 12V DC 모터 4선 구성의 전기자 회로는 일반적으로 공칭 12V에서 작동하는 PWM 컨트롤러에 의해 구동되는 반면, 필드 회로는 안정적인 12V(또는 더 낮은 조정 전압)를 수신하여 일정한 필드 강도를 유지합니다. 전기자 연결이나 필드 연결 중 하나를 반전하면(둘 다는 불가능) 회전이 반전됩니다. 일부 드라이브는 필드 약화도 지원합니다. 필드 전압을 공칭 이하로 낮추면 토크를 희생하면서 속도가 증가합니다. 이는 기본 속도보다 높은 정전력 작동에 사용되는 기술입니다.

가변 속도 12V DC 모터의 속도 및 토크 제어

정밀함 DC 모터의 속도 및 토크 제어 회로는 펄스 폭 변조로 시작됩니다. 에 대한 가변 속도 12V DC 모터 20kHz에서 MOSFET 기반 H 브리지 스위칭은 0~12V의 평균 전압을 제공합니다. 테스트된 12V, 50W DC 모터에서 100% 듀티 사이클의 무부하 속도는 3200RPM이었습니다. 50% 듀티 사이클에서는 속도 리플이 2% 미만인 부드러운 회전을 유지하면서 속도가 약 1550RPM으로 떨어졌습니다. 그러나 토크는 평균 전류에 거의 비례하여 유지되었습니다. 1A에서 모터는 0.12Nm을 생성했습니다. 3A에서 토크는 0.35Nm에 도달했습니다. 이 선형 전류-토크 관계를 통해 전기자 전류를 감지하고 사전 설정된 임계값을 초과하는 경우 PWM 듀티 사이클을 줄여 토크 제한을 쉽게 구현할 수 있습니다.

폐쇄 루프 제어로 성능이 더욱 향상됩니다. 모터 샤프트에 직각 위상 인코더를 추가하면 마이크로컨트롤러가 설정 속도를 ±1% 이내로 유지할 수 있습니다. 토크 조절을 위해 전기자 루프의 전류 센서는 실시간으로 PWM 신호를 조정하는 PI 컨트롤러에 전력을 공급합니다. 산업 환경에서는 별도로 여자된 모터가 4선식 DC 모터 연결도 자속 기준 제어의 추가 옵션을 제공합니다. 저속에서 높은 토크를 위해 일정한 자계 전압을 유지한 다음 자속을 약화시켜 속도 범위를 확장합니다. 데이터에 따르면 계자 전류를 30% 줄이면 최대 속도는 약 40% 증가할 수 있지만 사용 가능한 토크는 반대로 감소합니다.

DC 모터 대 AC 모터: AC 모터는 어떻게 작동합니까?

이해 에이C 모터는 어떻게 작동합니까? DC 모터의 장점과 한계를 명확히 하는 데 도움이 됩니다. 가장 일반적인 AC 유도 모터는 회전 자기장 원리로 작동합니다. 3상 교류가 120° 간격으로 떨어진 고정자 권선을 통해 흐를 때 동기 속도(60Hz 공급에서 4극 모터의 경우 1800RPM)로 회전하는 자기장을 생성합니다. 이 회전 자기장은 로터 바에 전류를 유도하고 상호 작용으로 토크가 생성됩니다. 단상 유도 전동기는 위상 변이를 생성하고 회전을 시작하기 위해 시작 권선과 커패시터가 필요합니다. DC 모터와 달리 유도 모터의 속도는 공급 주파수 및 슬립(일반적으로 최대 부하에서 동기 속도보다 2~5% 낮음)과 밀접하게 연결됩니다.

대조적으로, 가변 속도 12V DC 모터 단순히 전압 조정만으로 속도를 변경할 수 있으며, 시동 토크는 복잡한 구동 전자 장치 없이 정격 토크의 200%를 초과할 수 있습니다. AC 모터는 일정한 속도, 고전력 애플리케이션에 탁월한 반면, DC 모터(특히 브러시형 및 BLDC 유형)는 배터리 구동 및 정밀 서보 작업을 지배합니다. 는 DC 모터의 배선도 가변 속도의 경우 설정도 더 간단합니다. 즉, 단일 PWM 컨트롤러와 AC 속도 제어에 필요한 가변 주파수 드라이브가 필요합니다. 둘 중 하나를 선택하면 필요한 속도 범위, 유지 관리 허용 오차 및 사용 가능한 전원이 결정됩니다.

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