Harjatut tasavirtamoottorit ovat olleet olemassa jo 1800-luvun lopusta lähtien, ja niitä käytetään pääasiassa nostureihin, sähkökäyttöisiin ja teräsvalssaamoihin. Mutta harjattomat kollegansa ovat syrjäyttäneet heidät viime aikoina. Kaikkien asiantuntijoiden tulisi ymmärtää ero harjattujen ja harjattomien moottoreiden välillä.
Kuten nimestä voi päätellä, se on tietenkin harjat, mutta siinä on enemmän kuin näyttää. No, molemmat ovat pohjimmiltaan samat, kun kyse on siitä, kuinka ne toimivat. Vaikka niiden sisäpuolella työskentelemisen periaate on melko sama, ne eroavat pääasiassa tavasta, jolla sähkövirta johdetaan sähkömagneetteihin, pitäen yllä sähkömoottorin heijastumista / vetovoimaa, aiheuttaen lopulta roottorin jatkavan kääntymistä.
Vaikka harjat tekevät kaiken työskentelyn, niin monet ihmiset eivät saa mitä harjat tarkoittavat. Katsotaanpa näitä kahta ja ymmärretään ero niiden välillä.
Harjatut DC-moottorit ovat yksi yksinkertaisimmista DC-moottorityypeistä, joita on käytetty 1800-luvun lopulta lähtien. Tyypillisesti se koostuu parista pysyviä magneetteja "staattorina" ja moottorikäämiä "roottorina", joka on kytketty kommuttoriin.
Pysyvät magneetit on aina asennettu staattoriin ja virranjohtimet ovat aina kääntyvässä osassa. Niitä käytetään käytännössä tasavirtalähteellä ja virta siirretään käämeihin roottorin mukana pyörivillä metalliharjoilla. Ne ovatkin varsin tehokkaita, mutta vaativat harjojen säännöllisen huollon.
Harjattomat tasavirtamoottorit eivät käytä kommutointia säätämään virtavirtaa kelojen sisällä; sen sijaan ne saavat tasavirtalähdettä integroidun kytkentävirtalähteen kautta, joka tuottaa vaihtovirtasähkösignaalin, joka aiheuttaa moottorin ajamisen.
Toisin kuin harjatut moottorit, kestomagneetit kiinnitetään aina roottoriin ja virranjohtimet sijaitsevat staattorilla. Se, mitä harjatuissa moottoreissa tehdään harjoilla, tehdään käytännössä harjattoman DC-ohjaimen elektroniikan kautta.
Sekä harjattomat että harjattomat tasavirtamoottorit ovat toimintaperiaatteen kannalta olennaisesti samat.
Ero on lähinnä tehokkuudessa ja tehokkuudella moottorin käyttämä kokonaisteho, joka muuttuu kiertovoimaksi, menetetään lämmölle.
Harjattu tasavirtamoottori on yksi yksinkertaisimmista moottorityypeistä, jotka toimivat tasavirtalähteellä ja jossa moottorin sisällä olevat harjat toimittavat virtausta käämille luomalla magneettikenttiä, jotka pitävät roottorin pyörimään.
Harjattomista moottoreista, joita kutsutaan myös synkronimoottoreiksi, puuttuu harjat ja ne liikkuvat elektronisesti. Harjojen sijasta moottori käyttää ohjauspiiriä.
Suurin ero on nimessä. Harjattomat tasavirtamoottorit eivät käytä mitään virrankuljettimista kommutaattoreita virran tuottamiseksi, kun taas harjattu tasavirtamoottori käyttää harjoja kommutaattorin lataamiseen, mikä tosiasiassa antaa virran moottorille.
Tyypillinen harjattu tasavirtamoottori koostuu roottorista (ankkurista), harjoista, kommutaattorista, viilamagneetista ja akselista. Harjattomassa tasavirtamoottorissa on staattori ja roottori, johon kestomagneetit asennetaan. Staattori on kelattu kelajoukolla.
Harjattuissa moottoreissa käämit ovat roottorilla, kun taas ne ovat harjattomissa moottoreissa staattorissa.
Harjatut moottorit käyttävät käämien mekaanista kommutointia harjojen kautta sen sijaan, että käyttäisivät säädintä käämin virran kytkemiseen. Harjat lataavat kommutaattorin käänteisesti napaisuudeltaan kiinteään magneettiin, aiheuttaen ankkurin pyörimisen. Kun nämä käämit ovat jännitteisiä, ne tuottavat magneettikentän, jonka vetovoima ja vaste pitävät roottorin pyörimään. Kun roottori pyörii, käämityksiä syötetään jatkuvasti erilaisessa järjestyksessä roottorin pyörimisen pitämiseksi staattorin sisällä.
Harjattomat tasavirtamoottorit, päinvastoin, käyttävät kestomagneettia ulkoisena roottorinaan. Toisin kuin harjatut moottorit, ne käyttävät sähköistä kommutointia muuntaakseen sähköenergian mekaaniseksi energiaksi.
Molemmat löytyvät monista sovelluksista. Harjattuja tasavirtamoottoreita löytyy kuitenkin pääasiassa kodinkoneista ja autoista. Harjattuja moottoreita käytetään edelleen teollisiin tarkoituksiin sekä pienen että suuren tehon, kiinteän ja muuttuvanopeuksisissa sähkökäytöissä.
Niitä käytetään edelleen paperikoneissa, nostureissa, sähkökäyttöisissä koneissa, ompelukoneissa, sähkötyökaluissa ja teräsvalssaamoissa. Harjattomat moottorit ovat luotettavuuden ja pitkäikäisyyden ansiosta laajentuneet moniin sovelluksiin. Niitä käytetään pääasiassa käyttö-, servo- ja paikannussovelluksissa sekä muuttuvanopeuksisissa sovelluksissa, pääasiassa teollisuus- tai valmistusprosesseissa.
Lisäksi niitä käytetään joissain sähkötyökaluissa ja seuraavan sukupolven sähköajoneuvoissa ja jopa vedenalaisessa kartoituksessa merisovelluksiin.
Vaikka sekä harjattomat että harjattomat tasavirtamoottorit ovat käytännöllisesti katsoen samanlaisia, ero työssä, ero on melko pieni.
Kuten nimestä voi päätellä, harjatut moottorit käyttävät metallisia harjoja virran tuottamiseksi moottorin käämiin, kun taas harjattomista moottoreista puuttuu harjat; sen sijaan he käyttävät ohjauspiiriä harjojen sijasta. Mutta se ei tee heistä yhtä tehokkaita kuin harjatut kollegansa.
Itse asiassa harjattomat moottorit muuntavat sähköenergian mekaaniseksi energiaksi tehokkaammin, eivätkä harjojen puuttumisen vuoksi vaadi säännöllistä huoltoa, ja ne toimivat tehokkaasti kaikilla nopeuksilla ja vähemmän melua.
Lisäksi komponentit ovat tehokkaampia, koska harjoissa ei ole merkittävää tehonmenetystä, mikä parantaa lämmönpoistumista.